JPH1024575A

JPH1024575A - 液体吐出ヘッド用液体および該液体を用いた液体吐出方法、並びに液体吐出ヘッド

Info

Publication number: JPH1024575A
Application number: JP18188796A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nagashima; 聡永嶋; Mikifumi Ogasawara; 幹史小笠原; Toshio Kashino; 俊雄樫野; Hiroyuki Ishinaga; 博之石永; Yoshie Nakada; 佳恵中田; Sadayuki Sugama; 定之須釜
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】液体の吐出口率、吐出力、吐出安定性等が向
上し、良好な記録が行えると共に、吐出が困難であった
液体を良好に吐出でき、さらに、これらの特性を長期に
わたって維持できる液体吐出方法、及び該方法に用いる
液体を提供する。【解決手段】液体を吐出させるための気泡の発生領域
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を有するヘッドを用
い、あるいはこの構成に加えて、液流路として第１の液
流路とを第２の液流路を有するヘッドを用い、該液体と
して前記可動部材に対する補強剤を含有する液体を用い
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、該ヘッド用の液体、該
液体を用いる液体吐出方法および液滴吐出方法に関す
る。

【０００２】特に本発明は、気泡の発生を利用して変位
する可動部材を有する液体吐出ヘッド、並びに該ヘッド
を用いた液体吐出方法および液滴吐出方法に関し、また
その可動部材の耐久性を向上させる液体吐出ヘッド用液
体に関する。

【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、米国特
許第４，７２３，１２９号明細書等の公報に開示されて
いるように、インクを吐出するための吐出口と、この吐
出口に連通するインク流路と、インク流路内に配された
インクを吐出するためのエネルギー発生手段としての電
気熱変換体が一般的に配されている。

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

【０００７】このようにバブルジェット技術が多方面の
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、米国特許第４，４
８０，２５９号明細書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】本願出願人は、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、さらにその耐久性を向上することを主たる課
題とし、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、既に出願している。

【００１９】この出願では、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
することで、吐出特性を格段に向上でき、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。

【００２０】この背景技術に鑑み、本発明者達は、先願
あるいは従来の可動部材の構造・材料、及び上記液体吐
出方法や液体吐出ヘッド等に用いる液体ついて更なる検
討を行った。従来、発熱素子として、本出願人が既に開
示したＴａＮａ₈を有する発熱源のように耐久性に優れ
た気泡発生手段を用いると、上述の液体吐出ヘッドの可
動部材はより一層高い耐久性を有することが望ましい。
この耐久性は、この可動部材自体の構造・材料的因子
と、用いる液体の成分因子などに関係する。つまり、可
動部材の厚さは非常に薄いため、その材料によっては長
期の保存や繰り返し使用をした場合に、接触する液体に
よる浸食等を受けたり、わずかなピンホールやクラック
等の増加による劣化が起こり、可動部材本来の特性が発
揮されないおそれがある。また、液体に用いられる原料
中の不純物（純水中に含まれるわずかな不純物）等が、
可動部材に対して浸食等の耐久性低下要因となるおそれ
がある。特に、純度の低い純水がインクに使用されその
インクが液体吐出ヘッドに用いられると、インク中の不
純物量が大きいため耐久性低下の大きな要因となる。

【００２１】そこで、本発明者らは可動部材の耐久性を
高めるため、次の２つの面から、液体吐出方法および液
体吐出ヘッドに最適な液体、並びに液体吐出ヘッドを提
供することを課題とする。（１）使用する液体が可動部材の耐久性を低下させ吐出
性能を悪化させるおそれがある場合において液体自体の
適正なる条件を導くこと。（２）液体と接触している可動部材を保護あるいは強化
し、可動部材自体の耐久性を維持あるいは向上するこ
と。

【００２２】本発明者達は、このような研究で得られた
知見から、上記（１）及び（２）項を含め、可動部材の
実質的耐久性を向上できる構成手段を導くに至った。本
発明の主たる目的は以下の通りである。

【００２３】本発明の第１の目的は、発生した気泡を制
御可能な可動部材の実質的な耐久性を向上できる液体吐
出方法を提供することにある。

【００２４】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および液滴吐出方
法を提供することにある。

【００２５】本発明の第２の目的は、使用するヘッドの
耐久性を高める液体吐出ヘッド用液体を提供することに
ある。

【００２６】本発明の第３の目的は、吐出特性が長期間
維持可能な吐出方法および液滴吐出方法を提供すること
にある。

【００２７】本発明の第４の目的は、耐久性の高い液体
吐出ヘッドを提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明者達は、上記の目
的を達成するために種々の検討を重ねた結果、本発明を
完成した。

【００２９】第１の発明は、第１の液体を吐出する吐出
口を備えた第１領域と、第２の液体を備え該第２の液体
に気泡を発生させる気泡発生領域と、該気泡発生領域に
対面して配された第１の位置と該第１領域内で該気泡発
生領域から遠ざかる第２の位置との間を変位可能であっ
て自由端よりも上流側に支点部を有する可動部材とを備
え、該気泡発生領域における気泡の発生に伴って該可動
部材を該第１の位置から該第２の位置の方向へ変位させ
ると共に該可動部材により該気泡を吐出口側へ導く液体
吐出ヘッドに用いられる第１、第２の液体の少なくとも
一方であって、該少なくとも一方の液体は、該可動部材
に対する実質的な補強剤を含有することを特徴とする可
動部材を備えた液体吐出ヘッド用液体に関する。

【００３０】第２の発明は、上記第１、第２の液体は異
なる液体であって、上記第１の液体は色材を有し、上記
第２の液体は色材を有していない第１の発明の可動部材
を備えた液体吐出ヘッド用液体に関する。

【００３１】第３の発明は、上記第１、第２の液体は同
等の液体であって、上記第１、第２の液体は色材を有し
ている第１の発明の可動部材を備えた液体吐出ヘッド用
液体に関する。

【００３２】第４の発明は、可動部材を劣化させないよ
うに、液体中の可動部材の耐久性低下要因を無くすかあ
るいは減じる作用を有する補強剤が含有され調製された
第１、第２又第３の発明の可動部材を備えた液体吐出ヘ
ッド用液体に関する。

【００３３】第５の発明は、可動部材を劣化させないよ
うに、可動部材自体を保護あるいは強化する作用を有す
る補強剤が含有され調製された第１、第２又は第３の発
明の可動部材を備えた液体吐出ヘッド用液体に関する。

【００３４】第６の発明は、可動部材を劣化させないよ
うに、液体中の可動部材の耐久性低下要因を無くすかあ
るいは減じる作用を有し且つ可動部材自体を保護あるい
は強化する作用を有する補強剤が含有され調製された第
１、第２又は第３の発明の可動部材を備えた液体吐出ヘ
ッド用液体に関する。

【００３５】第７の発明は、補強剤が多価金属とキレー
トを形成する化合物である第１〜第６のいずれかの発明
の可動部材を備えた液体吐出ヘッド用液体に関する。

【００３６】第８の発明は、補強剤がポリカルボン酸あ
るいはその塩である第１〜第６のいずれかの発明の可動
部材を備えた液体吐出ヘッド用液体に関する。

【００３７】第９の発明は、補強剤がポリリン酸あるい
はその塩である第１〜第６のいずれかの発明の可動部材
を備えた液体吐出ヘッド用液体に関する。

【００３８】第１０の発明は、気泡の発生によって液体
を吐出する液体吐出方法において、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
る液体吐出方法であって、該液体として前記可動部材に
対する実質的な補強剤が含有された液体を用いることを
特徴とする液体吐出方法に関する。

【００３９】第１１の発明は、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
位させる第１０の発明の液体吐出方法に関する。

【００４０】第１２の発明は、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
成長させる第１０の発明の液体吐出方法に関する。

【００４１】第１３の発明は、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第１０の発明の液体吐出方法に関
する。

【００４２】第１４の発明は、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であって、該液体として前記
可動部材に対する実質的な補強剤が含有された液体を用
いることを特徴とする液体吐出方法に関する。

【００４３】第１５の発明は、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であって、該液
体として前記可動部材に対する実質的な補強剤が含有さ
れた液体を用いることを特徴とする液体吐出方法に関す
る。

【００４４】第１６の発明は、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第１０又は第１５の発明
の液体吐出方法に関する。

【００４５】第１７の発明は、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第１４
又は第１６の発明の液体吐出方法に関する。

【００４６】第１８の発明は、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
る第１５の発明の液体吐出方法に関する。

【００４７】第１９の発明は、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
第１０、第１４又は第１５の発明の液体吐出方法に関す
る。

【００４８】第２０の発明は、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第１
４又は第１６の発明の液体吐出方法に関する。

【００４９】第２１の発明は、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第１４又は第１６の発明の液
体吐出方法に関する。

【００５０】第２２の発明は、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第１４又は第１６
の発明の液体吐出方法に関する。

【００５１】第２３の発明は、前記発熱体の全面が前記
可動部材に面している第１４又は第１６の発明の液体吐
出方法に関する。

【００５２】第２４の発明は、前記可動部材の支点が前
記発熱体の直上に位置しない第１４又は第１６の発明の
液体吐出方法に関する。

【００５３】第２５の発明は、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第１４又は
第１６の発明の液体吐出方法に関する。

【００５４】第２６の発明は、前記第１の液流路に供給
される液体と前記第２の液流路に供給される液体とが同
じ液体である第１５の発明の液体吐出方法に関する。

【００５５】第２７の発明は、前記第１の液流路に供給
される液体と前記第２の液流路に供給される液体とが異
なる液体である第１５の発明の液体吐出方法に関する。

【００５６】第２８の発明は、前記第２の液流路に供給
される液体は、前記第１の液流路に供給される液体に比
べ、低粘度性、発泡性、熱安定性の少なくとも１つの性
質で優れている液体である第１５の発明の液体吐出方法
に関する。

【００５７】第２９の発明は、可動部材を劣化させない
ように、液体中の可動部材の耐久性低下要因を無くすか
あるいは減じる作用を有する補強剤が含有され調製され
たインクを用いる第１０〜第２８のいずれかの発明の液
体吐出方法に関する。

【００５８】第３０の発明は、可動部材を劣化させない
ように、可動部材自体を保護あるいは強化する作用を有
する補強剤が含有され調製された液体を用いる第１０〜
第２８のいずれかの発明の液体吐出方法に関する。

【００５９】第３１の発明は、可動部材を劣化させない
ように、液体中の可動部材の耐久性低下要因を無くすか
あるいは減じる作用を有し且つ可動部材自体を保護ある
いは強化する作用を有する補強剤が含有され調製された
液体を用いる第１０〜第２８のいずれかの発明の液体吐
出方法に関する。

【００６０】第３２の発明は、補強剤が多価金属とキレ
ートを形成する化合物である第１０〜第３１のいずれか
の発明の液体吐出方法に関する。

【００６１】第３３の発明は、補強剤がポリカルボン酸
あるいはその塩である第１０〜第３１のいずれかの発明
の液体吐出方法に関する。

【００６２】第３４の発明は、補強剤がポリリン酸ある
いはその塩である第１０〜第３１のいずれかの発明の液
体吐出方法に関する。

【００６３】第３５の発明は、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
を移動させて前記気泡発生領域を吐出口に対して開放し
液滴を吐出する液滴吐出方法であって、該液滴が前記可
動部材に対する実質的な補強剤を含有している液体の液
滴であることを特徴とする液滴吐出方法に関する。

【００６４】第３６の発明は、可動部材を劣化させない
ように、液体中の可動部材の耐久性低下要因を無くすか
あるいは減じる作用を有する補強剤が含有され調製され
た液体を用いる第３５の発明の液滴吐出方法に関する。

【００６５】第３７の発明は、可動部材を劣化させない
ように、可動部材自体を保護あるいは強化する作用を有
する補強剤が含有され調製された液体を用いる第３５の
発明の液滴吐出方法に関する。

【００６６】第３８の発明は、可動部材を劣化させない
ように、液体中の可動部材の耐久性低下要因を無くすか
あるいは減じる作用を有し且つ可動部材自体を保護ある
いは強化する作用を有する補強剤が含有され調製された
液体を用いる第３５の発明の液滴吐出方法に関する。

【００６７】第３９の発明は、補強剤が多価金属とキレ
ートを形成する化合物である第３５〜第３８のいずれか
の発明の液滴吐出方法。

【００６８】第４０の発明は、補強剤がポリカルボン酸
あるいはその塩である第３５〜第３８のいずれかの発明
の液滴吐出方法に関する。

【００６９】第４１の発明は、補強剤がポリリン酸ある
いはその塩である第３５〜第３８のいずれかの発明の液
滴吐出方法に関する。

【００７０】第４２の発明は、第１の液体を吐出する吐
出口を備えた第１領域と、第２の液体を備え該第２の液
体に気泡を発生させる気泡発生領域と、該気泡発生領域
に対面して配された第１の位置と該第１領域内で該気泡
発生領域から遠ざかる第２の位置との間を変位可能であ
って自由端よりも上流側に支点部を有する可動部材とを
備え、該気泡発生領域における気泡の発生に伴って該可
動部材を該第１の位置から該第２の位置の方向へ変位さ
せると共に該可動部材により該気泡を吐出口側へ導く液
体吐出ヘッドであって、該可動部材の表面に多価金属と
キレートを形成する構造を有することを特徴とする可動
部材を備えた液体吐出ヘッドに関する。

【００７１】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あるいは液滴吐出方法によると、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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】上述のインクを用いることにより、以上の
特性を発揮する液体吐出ヘッドの耐久性を向上させるこ
とができた。

【００７６】本発明のその他の効果については、各実施
形態の記載から理解される。

【００７７】なお、本発明の説明で用いる「実質的な補
強剤」とは、可動部材自体を保護あるいは強化する作用
を有するもの、或いは液体中の可動部材の耐久性の低下
要因を無くすか減じる作用を有するもの、或いはこれら
両作用を有するもの、或いはこれらのいずれかを一つ以
上を含有するものをいう。この「実質的な補強剤」は、
液体と接触している可動部材の劣化を防止し、その耐久
性を向上させるためにインク中に含有される。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）以下、図面を参照して本発明の第１の実
施形態を詳細に説明する。

【００８３】まず本実施形態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。

【００８４】図１はこのような本実施形態の液体吐出ヘ
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。

【００８５】本実施形態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（本実施形態において
は４０μｍ×１０５μｍの形状の発熱抵抗体）が素子基
板１に設けられており、この素子基板上に発熱体２に対
応して液流路１０が配されている。液流路１０は吐出口
１８に連通していると共に、複数の液流路１０に液体を
供給するための共通液室１３に連通しており、吐出口か
ら吐出された液体に見合う量の液体をこの共通液室１３
から受け取る。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】発熱体２を発熱させることで可動部材３１
と発熱体２との間の気泡発生領域１１の液体に熱を作用
し、液体に米国特許第4,723,129号明細書に記載されて
いるような膜沸騰現象に基づく気泡を発生させる。気泡
の発生に基づく圧力と気泡は可動部材に優先的に作用
し、可動部材３１は図１（ｂ）、（ｃ）もしくは図２で
示されるように支点３３を中心に吐出口側に大きく開く
ように変位する。可動部材３１の変位若しくは変位した
状態によって気泡の発生に基づく圧力の伝搬や気泡自身
の成長が吐出口側に導かれる。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】次に図１に戻って、本実施形態の液体吐出
ヘッドの吐出動作について詳しく説明する。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】第２の位置まで変位していた可動部材３１
は、気泡の収縮による負圧と可動部材自身のばね性によ
る復元力によって図１（ａ）の初期位置（第１の位置）
に復帰する。また、消泡時には、気泡発生領域１１での
気泡の収縮体積を補うため、また、吐出された液体の体
積分を補うために上流側（Ｂ）、すなわち共通液室側か
ら流れのＶD1、ＶD2のように、また、吐出口側から流れ
のＶｃのように液体が流れ込んでくる。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。）。

【０１０３】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。

【０１０４】これに対して本実施形態は可動部材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。

【０１０５】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。

【０１０６】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、本実施形態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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】次に、本実施形態の更なる特徴的な構造と
効果について、以下に説明する。

【０１１０】本実施形態の第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１
２を有している。このような場合、気泡発生領域１１お
よび発熱体２の表面への液体の供給は、可動部材３１の
気泡発生領域１１に近い側の面に沿って、ＶD2のように
行われる。このため、発熱体２の表面上に液体が淀むこ
とが抑制され、液体中に溶存していた気体の析出や、消
泡できずに残ったいわゆる残留気泡が除去され易く、ま
た、液体への蓄熱が高くなりすぎることもない。従っ
て、より安定した気泡の発生を高速に繰り返し行うこと
ができる。なお、本実施形態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。

【０１１１】また、気泡発生領域への液体の供給は、可
動部材の側部（スリット３５）を介してＶD1から行われ
るものもある。しかし、気泡発生時の圧力をさらに有効
に吐出口に導くために図１で示すように気泡発生領域の
全体を覆う（発熱体面を覆う）ように大きな可動部材を
用い、可動部材３１が第１の位置へ復帰することで、気
泡発生領域１１と第１液流路１４の吐出口に近い領域と
の液体の流抵抗が大きくなるような形態の場合、前述の
ＶD1から気泡発生領域１１に向かっての液体の流れが妨
げられる。しかし、本発明のヘッド構造においては、気
泡発生領域に液体を供給するための流れＶD2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。

【０１１２】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することができ高速にリ
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。

【０１１３】補足すれば、本実施形態図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。

【０１１４】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。

【０１１５】また、本実施形態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。

【０１１６】（実施形態２）図６に本発明の第２の実施
形態を示す。この図６において、Ａは可動部材が変位し
ている状態を示し（気泡は図示せず）、Ｂは可動部材が
初期位置（第１位置）の状態を示し、このＢの状態をも
って、発泡領域１１を吐出口１８に対して実質的に密閉
しているとする。（ここでは、図示していないがＡ、Ｂ
間には流路壁があり流路と流路を分離している。）図６における可動部材３１は土台３４を側部に２点設
け、その間に液供給路１２を設けている。これにより、
可動部材の発熱体側の面に沿って、また、発熱体の面と
実質的に平坦もしくは、なだらかにつながる面を持つ液
供給路から液体の供給を成すことができる。

【０１１７】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。

【０１１８】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、先の実施形態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
いても先の実施形態と同様の機能、効果を得ることがで
きる。

【０１１９】また、本実施形態においては、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１
２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。

【０１２０】なお、本実施形態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。

【０１２１】（実施形態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実施形態とな
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
り易くした実施形態である。

【０１２２】前述の実施形態の多くは、可動部材の自由
端に対して、発生する気泡の圧力を集中して、急峻な可
動部材の移動と同時に気泡の移動を吐出口側に集中させ
ることを達成している。これに対して、本実施形態は、
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。

【０１２３】構成上で説明すると、図７では、前述の図
２（第１実施形態）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）が本実施形態では設けら
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、この構成が本実施形態であ
る。

【０１２４】本実施形態では、気泡の液滴吐出に直接作
用する下流側部分のうち、下流側先端部の気泡成長が許
容されているので、その圧力成分を吐出に有効に利用し
ている。加えて少なくともこの下流側部分の上方へ向か
う圧力（図３のＶB、ＶB、ＶBの分力）を可動部材の自
由端側部分が、この下流側先端部の気泡成長に加えられ
るように作用するため吐出効率を上述した実施形態と同
様に向上する。前記実施形態に比較して本実施形態は、
発熱体の駆動に対する応答性が優れている。

【０１２５】また、本実施形態は、構造上簡単であるた
め製造上の利点がある。

【０１２６】本実施形態の可動部材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。

【０１２７】液体の供給時におけるリフィルは、本実施
形態の場合には、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。

【０１２８】本第３実施形態の変形実施形態としては、
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。

【０１２９】（実施形態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形態で説明
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
いる実施形態を示している。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。

【０１３０】また、自由端が先の実施形態に比較して吐
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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。

【０１３３】（実施形態５）図９（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は本発明の第５実施形態である。

【０１３４】本実施形態の構造は先の実施形態と異な
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。

【０１３５】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形態と
同様である。

【０１３６】本実施形態は、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。

【０１３７】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。

【０１３８】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。

【０１３９】（実施形態６）以下、図面を参照して、先
の実施形態と液流路構成が異なる実施形態について説明
する。

【０１４０】本実施形態においても主たる液体の吐出原
理については先の実施形態と同じであるが、本実施形態
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。

【０１４１】図１０は、本実施形態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。

【０１４２】本実施形態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。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。

【０１４３】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。

【０１４４】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。

【０１４５】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。

【０１４６】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、先の実施形態
と同様にしている。

【０１４７】また、先の実施形態で液供給路１２と発熱
体２との構造の関係について説明したが、本実施形態に
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。

【０１４８】次に図１２を用いて本実施形態の液体吐出
ヘッドの動作を説明する。

【０１４９】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。

【０１５０】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、先の実施形態
で説明したのと同様に発泡液に米国特許第4,723,129号
明細書に記載されているような膜沸騰現象に基づく気泡
４０を発生させる。

【０１５１】本実施形態においては、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。

【０１５２】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。本実施形態においても、この吐
出液体の供給は前述の実施形態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。

【０１５３】本実施形態は、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実施形態等
と同じであるが、本実施形態のような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。

【０１５４】すなわち、上述の実施形態の構成による
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。

【０１５５】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。

【０１５６】さらに、本発明のヘッドの構造においては
先の実施形態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。

【０１５７】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。

【０１５８】

【その他の実施の形態】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形態について説明を行った
が、以下にこれらの実施形態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流路形態の実施形態と２流路形
態の実施形態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形態に適用しうるもの
である。

【０１５９】＜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。本実施形態においては可動部材の自由端３
２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。

【０１６０】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。

【０１６１】＜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。

【０１６２】本実施形態の第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。

【０１６３】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。

【０１６４】しかし、本実施形態の場合、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１
１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。

【０１６５】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。

【０１６６】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、本実施形態においては
この高さを１５μｍとした。

【０１６７】＜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。

【０１６８】先の実施形態においては、板状可動部材３
１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。

【０１６９】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。

【０１７０】樹脂製の可動部材を用いた場合、その劣化
を防止するため、可動部材表面に、水溶液中に含まれて
いる多価金属とキレートを形成する構造を有することが
望ましい。具体的には、例えば複数のカルボン酸基を有
する構成単位を有していることが好ましい。可動部材は
厚さ数μｍ程度で非常に薄いため劣化のおそれもある
が、使用する液体中のカルシウムイオン等の多価金属と
キレートを形成し、このキレートにより可動部材表面が
部分的に或いは全体的に強化されると考えられる。多価
金属とキレートを形成する構造は、可動部材の材料自体
にそのような構造を有するものを用いてもよいし、混合
あるいはコーティングや表面処理により導入してもよ
い。

【０１７１】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。

【０１７２】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。

【０１７３】なお、可動部材３１を形成するためのスリ
ット３５の幅は本実施形態では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。

【０１７４】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。

【０１７５】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。

【０１７６】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。

【０１７７】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。

【０１７８】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。

【０１７９】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。

【０１８０】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。

【０１８１】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。

【０１８２】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。本実施形態
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。

【０１８３】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。

【０１８４】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。

【０１８５】発泡液：エタノール４０％水溶液吐出用インク：染料インク電圧：２０．２Ｖ周波数：３ｋＨｚこの測定条件で実験を行った結果、可動部材の耐久性に
関しては、（ａ）可動部材３０１の方は、１×１０⁷パ
ルス印加したところで可動部材３０１の支点部分に損傷
が見られた。（ｂ）可動部材３０２の方は、３×１０⁸
パルス印加しても、損傷は見られなかった。また、投入
エネルギーに対する吐出量と吐出速度からもとまる運動
エネルギーも約１．５〜２．５倍程度向上することが確
認された。

【０１８６】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。

【０１８７】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。

【０１８８】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。

【０１８９】＜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。

【０１９０】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。

【０１９１】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。

【０１９２】素子基板１には、シリコン等の気体１０７
に絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸化膜またはチ
ッ化シリコン膜１０６を成膜し、その上に発熱体を構成
するハフニュウムボライド（ＨｆＢ₂）、チッ化タンタ
ル（ＴａＮ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）等の電気抵
抗層１０５（０．０１〜０．２μｍ厚）とアルミニュウ
ム等の配線電極（０．２〜１．０μｍ厚）を図１１のよ
うにパターニングされている。この２つの配線電極１０
４から抵抗層１０５に電圧を印加し、抵抗層に電流を流
し発熱させる。配線電極間の抵抗層上には、酸化シリコ
ンやチッ化シリコン等の保護層を０．１〜２．０μｍ厚
で形成し、さらにそのうえにタンタル等の耐キャビテー
ション層（０．１〜０．６μｍ厚）が成膜されており、
インク等の各種の液体から抵抗層１０５を保護してい
る。

【０１９３】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。

【０１９４】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。

【０１９５】このように、前述の各実施形態における発
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。

【０１９６】本実施形態においては、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。

【０１９７】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。

【０１９８】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
形態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。

【０１９９】＜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。

【０２００】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、先の実施形態と同じ構成要素に
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。

【０２０１】本実施形態においては、溝付き部材５０
は、吐出口１８を有するオリフィスプレート５１と、複
数の第１液流路１４を構成する複数の溝と、複数の液流
路１４に共通して連通し、各第１の液流路３に液体（吐
出液）を供給するための第１の共通液室１５を構成する
凹部とから概略構成されている。

【０２０２】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。

【０２０３】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。

【０２０４】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。

【０２０５】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。

【０２０６】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で示す本実施形態の分
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。

【０２０７】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。

【０２０８】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。

【０２０９】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。

【０２１０】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。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。

【０２１１】以上説明したように本実施形態によれば、
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。

【０２１２】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。

【０２１３】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。

【０２１４】＜吐出液体、発泡液体＞先の実施形態で説
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。

【０２１５】液体として水性液体を用いる場合は、水性
液媒体に、必要に応じて各種成分を溶解または分散させ
て水性の液体を調製することができる。この水性液媒体
としては、水、あるいは水と水溶性有機溶剤の混合物等
を挙げることができる。水溶性有機溶剤の具体例として
は、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の
アミド類；アセトン等のケトン類；テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリ
コール類；エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、
１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、
ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアル
キレングリコール類；エチレングリコールメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエ
チレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコー
ルの低級アルキルエーテル類；エタノール、イソプロピ
ルアルコール等の１価アルコール類；グリセリン；Ｎ−
メチル−２−ピロリドン；１，３−ジメチル−２−イミ
ダゾリジノン；トリエタノールアミン；スルホラン；ジ
メチルスルホキシド；及びシクロヘキサノール等を挙げ
ることができ、これらは単独で、あるいはこれらの２種
以上の組合せで用いることができる。

【０２１６】水溶性有機溶剤の含有量は、これを用いて
調製される液体の用途に応じて適宜選択されるが、例え
ば、液体中に１〜８０重量％の量で配合することができ
る。

【０２１７】また、液体には、用いられる用途に応じ
て、染料、顔料、分散トナー等の色材、界面活性剤、ｐ
Ｈ調整剤、防腐剤、酸化防止剤等の種々の添加物の必要
量を、単独で、あるいはその２種以上を組合せて含有さ
せることができる。

【０２１８】染料、顔料、分散トナー等の色材として
は、各種の記録方法で用いられている公知のものから本
発明の目的に応じて選択して用いることができる。色材
の含有量も特に限定されないが、例えば、０．１〜２０
重量％とすることができる。

【０２１９】表面張力調整剤として用いる界面活性剤と
しては、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩、
アルキルベンゼンスルホン酸塩類、高級アルコールリン
酸エステル塩等のアニオン界面活性剤、脂肪族アミン
類、第４級アンモニウム塩類等のカチオン界面活性剤、
高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフ
ェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオ
キサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エルテルエチレ
ンオキサイド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキ
サイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加
物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加
物、多価アルコールの脂肪酸エステル、アルカノールア
ミンの脂肪族アミド類等の非イオン性界面活性剤、アミ
ノ型両性界面活性剤、ベタイン型両性界面活性剤等を挙
げることができる。

【０２２０】液体の物性、例えば表面張力や粘度等は、
液体の用途に応じて、その組成を選択することで適宜調
整するとよい。

【０２２１】本発明において、発泡液と吐出液に同じ液
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。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。

【０２２２】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の発泡液として
は、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。

【０２２３】本発明の２流路構成のヘッドを用いる場合
の吐出液としては、発泡性の有無や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、高粘度液体などであっても利用できる。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。このような吐出液
としては、例えば、記録用の吐出液体として高粘度イン
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。

【０２２４】本発明においては、以上のような組成のイ
ンクを用いて記録を行うと、吐出力の向上によってイン
クの吐出速度が高くなり、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る。また、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以上の非常に高い粘度の液体でも
良好に吐出でき、高画質な記録物を得ることができる。

【０２２５】上記の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、そのた
め高品位画像が得にくかった。しかし、本発明の方法に
よれば、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。これにより、液滴の
着弾精度の向上とインク吐出量の安定化を図ることがで
き、記録画像品位を著しく向上することができる。

【０２２６】以上に説明した本発明のヘッド及び吐出方
法に用いる上記の吐出液および／又は発泡液には、その
可動部材が劣化しないように、その可動部材に対する実
質的な補強剤を含有させる。

【０２２７】この補強剤を液体に含有させることによっ
て、液体吐出ヘッド、特にその可動部材の耐久性が向上
し、本発明の液体吐出方法及び液滴吐出方法の特性を長
期間維持することが可能になる。すなわち、繰り返し使
用や長期間の放置後などにおいても、使用初期の優れた
特性を得ることができる。

【０２２８】上記の優れた耐久性は、補強剤の次のいず
れか或いは両方の作用のよるものと考えられる。（ａ）使用する液体が可動部材の耐久性を低下させ吐出
性能を悪化させるおそれがある場合において、その液体
自体を適正な条件にする。（ｂ）液体と接触している可動部材を保護あるいは強化
し、可動部材自体の耐久性を維持あるいは向上する。

【０２２９】使用する液体中には、可動部材を浸食する
等の耐久性低下要因となる不純物等が含まれる場合があ
る。例えば、記録用液体としてのインクに用いられる水
には、Ｃａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ａｌ³⁺、Ｚｎ²⁺、Ｆｅ²⁺、Ｆｅ
³⁺、Ｎｉ²⁺、Ｓｎ³⁺等の多価金属が含有されている。金
属製の可動部材を用いた場合、可動部材表面の金属とイ
ンク中の金属とのイオン化傾向の違いによって、可動部
材が劣化することがある。このような不純物を除去する
ために原料を精製することはコストの上昇を招き好まし
くない。また、各種メーカーのさまざまなインクに対し
て一定の耐久性を有することも必要である。

【０２３０】そこで、このような多価金属とキレートを
形成する化合物を補強剤として液体中に含有させると、
この多価金属が補足され、すなわち耐久性低下要因が除
去され、可動部材が浸食等されず、耐久性を向上させる
ことができる。

【０２３１】このような補強剤は、多価金属とキレート
を形成する化合物に限られず、液体中の可動部材の耐久
性低下要因を無くすかあるいは減じる作用を有するもの
であれば特に制限されない。補強剤は、耐久性低下要因
に応じて適宜選択され、また適正な含有量も調整され
る。

【０２３２】上記の補強剤の作用（ａ）に対して、作用
（ｂ）は、液体中に含有された補強剤が可動部材の表面
に付着または吸着あるいは表面近傍に位置することによ
り、可動部材表面を耐久性低下要因となる物質から保護
し、浸食などによる劣化を防いで耐久性を向上するもの
と考えられる。補強剤が可動部材に表面に付着し、例え
ば被膜を形成する等の場合は、その付着物や被膜により
可動部材の動作が影響を受けないように補強剤を含有さ
せ液体を調整することが望ましい。

【０２３３】なお、上記補強剤は、ヒーター面の材質に
悪影響を与えないものが好ましく、そのようなものでも
悪影響を与えない液体の組成条件にすることが好まし
い。２流路構成のヘッドを用いた場合は、吐出液はヒー
ターと接触しないため任意の補強剤が選択でき、発泡液
側の補強剤の含有条件のみを制御するだけでよい。その
点で、２流路構成のヘッドを用いる方法は好ましい実施
形態である。

【０２３４】本発明に用いる補強剤としては、多価金属
とキレートを形成する化合物を挙げることができる。中
でも、ポリカルボン酸あるいはその塩、ポリリン酸ある
いはその塩が好ましい。

【０２３５】本発明に用いられるポリカルボン酸として
は、一般的なキレート剤の他、高分子物質、例えばアク
リル酸ホモポリマー、アクリル酸共重合体、マレイン酸
ホモポリマー、マレイン酸共重合体、アクリル酸−マレ
イン酸共重合体等が挙げられる。本発明に用いられるポ
リリン酸としては、ピロリン酸、トリリン酸、トリメタ
リン酸、テトラメタリン酸等が挙げられる。これらの塩
としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カ
ルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属、アンモニア
アルキルアミン等の塩が挙げられる。その他、ゼオライ
ト等の多価金属を補足できる無機化合物も用いることが
できる。

【０２３６】以下に本発明に用いるインクの配合例を示
す。

【０２３７】（配合例１）吐出液 C.I.ダイレクトブラック168 ３重量％グリセリン１０重量％チオジグリコール１０重量％エタノール４重量％ポリアクリル酸のＮａ塩１重量％（分子量５０００）純水７２重量％発泡液ジグリセリン１０重量％エタノール１０重量％純水８０重量％（配合例２）吐出液配合例１と同じ発泡液ジグリセリン１０重量％エタノール１０重量％ポリアクリル酸のＮａ塩１重量％（分子量５０００）純水７９重量％＜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。

【０２３８】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。

【０２３９】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。

【０２４０】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。

【０２４１】さらに第２液流路の作製方法について詳し
く説明する。

【０２４２】図２４（ａ）〜（ｅ）は、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の第１の実施形態を説明するための
概略断面図である。

【０２４３】本実施形態においては、（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。

【０２４４】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。

【０２４５】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。

【０２４６】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。

【０２４７】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。

【０２４８】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。

【０２４９】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。

【０２５０】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。

【０２５１】なお、本実施形態では、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。

【０２５２】図２５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の第２の実施形態を説明するための
概略断面図である。

【０２５３】本実施形態においては、（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。

【０２５４】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。

【０２５５】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。

【０２５６】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形態と同様に、
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
７１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の実施形態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。

【０２５７】本実施形態では、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−
３００）を塗布し、紫外線照射装置を用い、露光量を１
００ｍＪ／ｃｍ²として約３秒間で固定を完了した。

【０２５８】本実施形態の製法によれば、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。

【０２５９】図２６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の第３の実施形態を説明するための
概略断面図である。

【０２６０】本実施形態においては、（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。

【０２６１】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。

【０２６２】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。

【０２６３】次に、（ｄ）に示すように、先の製造方法
の実施形態と同様に、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。

【０２６４】本実施形態の製法によれば、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。

【０２６５】以上説明したように、本実施形態の製造方
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。

【０２６６】また、本実施形態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。

【０２６７】＜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。

【０２６８】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。

【０２６９】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。

【０２７０】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。

【０２７１】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。

【０２７２】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。

【０２７３】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。

【０２７４】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。

【０２７５】＜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。本実施形態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。

【０２７６】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。

【０２７７】また、本実施形態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。

【０２７８】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。

【０２７９】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。

【０２８０】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。

【０２８１】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。

【０２８２】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。

【０２８３】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。

【０２８４】＜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。

【０２８５】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。本実施形態における液体
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。

【０２８６】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。

【０２８７】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。

【０２８８】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。

【０２８９】符号２０６は、先の各実施形態で説明した
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。

【０２９０】本実施形態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。

【０２９１】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。

【０２９２】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。

【０２９３】なお、本実施形態では、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。

【０２９４】＜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。

【０２９５】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。

【０２９６】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。

【０２９７】なお、本実施形態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。

【０２９８】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。

【０２９９】

【発明の効果】本発明によれば、使用する液体吐出ヘッ
ド、特にその可動部材の耐久性が向上し、可動部材によ
る特性を長期にわたって維持することができる。

【０３００】すなわち、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、長期的に安定した吐出効率を維持できる。

【０３０１】特に本発明は、リフィル特性を向上したヘ
ッド構成によれば、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長期的に安定して得ることができ
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の実施形態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の実施形態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の実施形態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の実施形態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の実施形態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の実施形態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 (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 (72)発明者中田佳恵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)発明者須釜定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】第１の液体を吐出する吐出口を備えた第
１領域と、第２の液体を備え該第２の液体に気泡を発生
させる気泡発生領域と、該気泡発生領域に対面して配さ
れた第１の位置と該第１領域内で該気泡発生領域から遠
ざかる第２の位置との間を変位可能であって自由端より
も上流側に支点部を有する可動部材とを備え、該気泡発
生領域における気泡の発生に伴って該可動部材を該第１
の位置から該第２の位置の方向へ変位させると共に該可
動部材により該気泡を吐出口側へ導く液体吐出ヘッドに
用いられる第１、第２の液体の少なくとも一方であっ
て、該少なくとも一方の液体は、該可動部材に対する実
質的な補強剤を含有することを特徴とする可動部材を備
えた液体吐出ヘッド用液体。
【請求項２】上記第１、第２の液体は異なる液体であ
って、上記第１の液体は色材を有し、上記第２の液体は
色材を有していない請求項１記載の液体吐出ヘッド用液
体。
【請求項３】上記第１、第２の液体は同等の液体であ
って、上記第１、第２の液体は色材を有している請求項
１記載の液体吐出ヘッド用液体。
【請求項４】可動部材を劣化させないように、液体中
の可動部材の耐久性低下要因を無くすかあるいは減じる
作用を有する補強剤が含有され調製された請求項１、２
又は３記載の液体吐出ヘッド用液体。
【請求項５】可動部材を劣化させないように、可動部
材自体を保護あるいは強化する作用を有する補強剤が含
有され調製された請求項１、２又は３記載の液体吐出ヘ
ッド用液体。
【請求項６】可動部材を劣化させないように、液体中
の可動部材の耐久性低下要因を無くすかあるいは減じる
作用を有し且つ可動部材自体を保護あるいは強化する作
用を有する補強剤が含有され調製された請求項１、２又
は３記載の液体吐出ヘッド用液体。
【請求項７】補強剤が多価金属とキレートを形成する
化合物である請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体
吐出ヘッド用液体。
【請求項８】補強剤がポリカルボン酸あるいはその塩
である請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘ
ッド用液体。
【請求項９】補強剤がポリリン酸あるいはその塩であ
る請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド
用液体。
【請求項１０】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
法であって、該液体として前記可動部材に対する実質的
な補強剤が含有された液体を用いることを特徴とする液
体吐出方法。
【請求項１１】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１０記載の液体吐出方法。
【請求項１２】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１０記載の液体吐出方法。
【請求項１３】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１０記載の液体吐出方法。
【請求項１４】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
液体吐出方法であって、該液体として前記可動部材に対
する実質的な補強剤が含有された液体を用いることを特
徴とする液体吐出方法。
【請求項１５】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であって、該液体として前記
可動部材に対する実質的な補強剤が含有された液体を用
いることを特徴とする液体吐出方法。
【請求項１６】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１０又は１５記載の液体吐出方
法。
【請求項１７】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１４又は１６
の液体吐出方法。
【請求項１８】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１５
記載の液体吐出方法。
【請求項１９】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１０、
１４又は１５記載の液体吐出方法。
【請求項２０】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１４又は１
６記載の液体吐出方法。
【請求項２１】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１４又は１６記載の液体吐出方法。
【請求項２２】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１４又は１６記載の液体
吐出方法。
【請求項２３】前記発熱体の全面が前記可動部材に面
している請求項１４又は１６記載の液体吐出方法。
【請求項２４】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１４又は１６記載の液体吐出方
法。
【請求項２５】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１４又は１６記載
の液体吐出方法。
【請求項２６】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１５記載の液体吐出方法。
【請求項２７】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１５記載の液体吐出方法。
【請求項２８】前記第２の液流路に供給される液体
は、前記第１の液流路に供給される液体に比べ、低粘度
性、発泡性、熱安定性の少なくとも１つの性質で優れて
いる液体である請求項１５記載の液体吐出方法。
【請求項２９】可動部材を劣化させないように、液体
中の可動部材の耐久性低下要因を無くすかあるいは減じ
る作用を有する補強剤が含有され調製されたインクを用
いる請求項１０〜２８のいずれか１項に記載の液体吐出
方法。
【請求項３０】可動部材を劣化させないように、可動
部材自体を保護あるいは強化する作用を有する補強剤が
含有され調製された液体を用いる請求項１０〜２８のい
ずれか１項に記載の液体吐出方法。
【請求項３１】可動部材を劣化させないように、液体
中の可動部材の耐久性低下要因を無くすかあるいは減じ
る作用を有し且つ可動部材自体を保護あるいは強化する
作用を有する補強剤が含有され調製された液体を用いる
請求項１０〜２８のいずれか１項に記載の液体吐出方
法。
【請求項３２】補強剤が多価金属とキレートを形成す
る化合物である請求項１０〜３１のいずれか１項に記載
の液体吐出方法。
【請求項３３】補強剤がポリカルボン酸あるいはその
塩である請求項１０〜３１のいずれか１項に記載の液体
吐出方法。
【請求項３４】補強剤がポリリン酸あるいはその塩で
ある請求項１０〜３１のいずれか１項に記載の液体吐出
方法。
【請求項３５】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させて前
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
液滴吐出方法であって、該液滴が前記可動部材に対する
実質的な補強剤を含有している液体の液滴であることを
特徴とする液滴吐出方法。
【請求項３６】可動部材を劣化させないように、液体
中の可動部材の耐久性低下要因を無くすかあるいは減じ
る作用を有する補強剤が含有され調製された液体を用い
る請求項３５記載の液滴吐出方法。
【請求項３７】可動部材を劣化させないように、可動
部材自体を保護あるいは強化する作用を有する補強剤が
含有され調製された液体を用いる請求項３５記載の液滴
吐出方法。
【請求項３８】可動部材を劣化させないように、液体
中の可動部材の耐久性低下要因を無くすかあるいは減じ
る作用を有し且つ可動部材自体を保護あるいは強化する
作用を有する補強剤が含有され調製された液体を用いる
請求項３５記載の液滴吐出方法。
【請求項３９】補強剤が多価金属とキレートを形成す
る化合物である請求項３５〜３８のいずれか１項に記載
の液滴吐出方法。
【請求項４０】補強剤がポリカルボン酸あるいはその
塩である請求項３５〜３８のいずれか１項に記載の液滴
吐出方法。
【請求項４１】補強剤がポリリン酸あるいはその塩で
ある請求項３５〜３８のいずれか１項に記載の液滴吐出
方法。
【請求項４２】第１の液体を吐出する吐出口を備えた
第１領域と、第２の液体を備え該第２の液体に気泡を発
生させる気泡発生領域と、該気泡発生領域に対面して配
された第１の位置と該第１領域内で該気泡発生領域から
遠ざかる第２の位置との間を変位可能であって自由端よ
りも上流側に支点部を有する可動部材とを備え、該気泡
発生領域における気泡の発生に伴って該可動部材を該第
１の位置から該第２の位置の方向へ変位させると共に該
可動部材により該気泡を吐出口側へ導く液体吐出ヘッド
であって、該可動部材の表面に多価金属とキレートを形
成する構造を有することを特徴とする可動部材を備えた
液体吐出ヘッド。