JPH10337871A

JPH10337871A - 液体吐出方法及び液体吐出ヘッド

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Publication number: JPH10337871A
Application number: JP9149384A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sugiyama; 裕之杉山; Toshio Kashino; 俊雄樫野; Hiroyuki Ishinaga; 博之石永; Fumi Yoshihira; 文吉平; Kiyomitsu Kudo; 清光工藤; Satoshi Shimazu; 聡島津; Yoichi Tanetani; 陽一種谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1998-12-22
Anticipated expiration: 2017-06-06
Also published as: CA2239762A1; EP0882589A2; AU753190B2; US6286940B1; AU6994698A; KR19990006712A; CA2239762C; JP3416466B2; KR100350862B1; CN1201731A; SG70086A1; EP0882589A3; AU753190C; TW384259B; CN1091685C

Abstract

(57)【要約】【課題】消泡時の可動分離膜の振動を抑制し、安定し
た吐出が得られると共に、液体の供給を促進させリフィ
ル特性が向上する液体吐出方法及び液体吐出ヘッドを提
供する。【解決手段】液体を吐出する吐出口１１に連通する第
１の液流路３と前記液体に発熱体２を用いて気泡４０を
発生させる気泡発生領域３０を有する第２の液流路４と
を可動分離膜５で分離し、前記気泡発生領域３０に前記
可動分離膜５を介して対面した吐出方向に自由端を具備
する可動部材２６を配設し、前記気泡の収縮時に前記可
動分離膜５と前記可動部材２６とを離間させ、その間に
液体を侵入させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギー等に
よる気泡の発生によって、所望の液体を吐出する液体吐
出方法及び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分離膜を用いる液体吐出方法及び
液体吐出ヘッドに関する。

【０００２】なお、本発明における「記録」とは、文字
や図形等のように意味を持つ画像を被記録媒体に対して
付与することだけでなく、パターン等のように意味を持
たない画像を付与することをも意味するものである。

【０００３】

【従来の技術】熱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から知られてい
る。このバブルジェット記録方法を用いる記録装置に
は、特公昭６１−５９９１１号公報や特公昭６１−５９
９１４号公報に開示されているように、インクを吐出す
るための吐出口と、この吐出口に連通するインク流路
と、インク流路内に配されたインクを吐出するためのエ
ネルギー発生手段としての発熱体（電気熱変換体）とが
一般的に設けられている。

【０００４】上記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とも
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等の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。

【０００５】他方、従来の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
体の場合では、前述の発熱体による直接加熱気泡形成で
は良好な吐出が行われない場合もある。

【０００６】これに対して、特開昭５５−８１１７２号
公報に本出願人は、発泡液と吐出液とを分離する可撓性
膜を介して、発泡液を熱エネルギーによって発泡させて
吐出液を吐出する方法を提案している。この方法では、
可撓性膜と発泡液がノズルの一部に設けられるように構
成されている。これに対してヘッド全体を上下に分離す
る大きな膜を用いる構成が特開昭５９−２６２７０号公
報に記載されている。この大きな膜は、液路が形成され
た２つの板材によって挟持されることで、２つの板材に
よる各々の液体が互いに混合されないことを目的とする
ものである。

【０００７】他方、発泡液自体に特徴をもたせ発泡特性
を考慮したものとして、吐出液よりも低沸点液体を用い
る特開平５−２２９１２２号公報や導電性液体を発泡液
として用いる特開平４−３２９１４８号公報が併在して
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
分離膜を用いた液体吐出方法は、発泡液と吐出液とを分
離するだけの構成、或いは発泡液自体の改良を行うだけ
のものであり、実用的な水準ではない。

【０００９】本発明者等は、分離膜を用いた液滴吐出に
ついて吐出液滴を中心に検討したところ、熱エネルギー
による気泡形成がもたらす液体吐出は、分離膜の変化を
介在しているために効率が下がってしまい、結果的に実
用化されていないという結論に至った。

【００１０】そこで、本発明者等は、分離膜の分離機能
による効果を生かしながら、液体吐出をより高い水準に
できる液体吐出方法及び装置を研究するに至った。本発
明は、この研究の中で生まれたもので、液滴吐出のため
に吐出効率を向上させることができ、吐出液滴の体積あ
るいは吐出速度を安定及び高める画期的な吐出方法及び
装置を提供するものである。すなわち、本発明は、吐出
口に連通する吐出液用の第１の液流路と、発泡液を供給
する或いは移動可能に備えると共に気泡発生領域を含む
第２の液流路と、第１、第２の液流路を分離する可動分
離膜とを備えた液体吐出ヘッドにおいて、吐出効率が向
上できるものである。

【００１１】特に、本発明者等は、特開平５−２２９１
２２号公報に開示された液体吐出ヘッドにおいては、気
泡発生領域となる小空間が、吐出口よりも吐出液の流れ
方向に関して上流側に形成されているが、気泡発生領域
自体が発熱体と同等の幅、長さしか持たず、気泡発生領
域において気泡が発生した場合、可撓性膜はその気泡の
発生によって、吐出液の吐出方向に関して垂直方向のみ
に変位するため、十分な吐出速度をえることができず、
効率的な吐出動作を行うことができないという問題があ
ることを解明した。また、この場合における原因には、
閉鎖された小空間のみ、常に同じ発泡液が繰り返し使用
されるという点にも問題があることを着眼し、本発明に
より効率的な吐出動作を実現させるに至ったものであ
る。

【００１２】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、第１の目的
は、可動分離膜により吐出液と発泡液とを実質的に分
離、より好ましくは完全に分離する構成において、発泡
の圧力によって生じた力で可動分離膜を変形させて吐出
液に圧力を伝達した際に、圧力が上流側に逃げるのを防
止するだけでなく、圧力を吐出口方向に導き、吐出効率
を損なうことなく、高い吐出力を得ることができる液体
吐出方法及び液体吐出ヘッドを提供することにある。ま
た、本発明の第２の目的は、上述した構成によって、発
熱体上に堆積する堆積物の量を低減するとともに、吐出
液に対して熱的影響を与えず効率良く液体を吐出するこ
とができる液体吐出方法及び液体吐出ヘッドを提供する
ことにある。また、本発明の第３の目的は、吐出液の粘
度や材質組成にかかわらず、選択自由度が広い液体吐出
方法及び液体吐出ヘッドを提供することにある。

【００１３】特に、本発明の主たる目的は、上述した目
的に加え、消泡時の可動分離膜の振動を抑制し、安定し
た吐出が得られると共に、液体の供給を促進させリフィ
ル特性が向上する液体吐出方法及びを液体吐出ヘッドを
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を達成する
ための本発明による解決手段を次に述べる。

【００１５】本発明による液体吐出方法は、液体を吐出
する吐出口に連通する第１の液流路と、液体に気泡を発
生させる気泡発生領域を具備する第２の液流路とを互い
に常に実質的に分離する可動分離膜を、前記第１の液流
路における液体の流れに関して前記吐出口よりも上流側
で前記気泡により変位せしめて液体を吐出させる工程を
有する液体吐出方法において、前記可動分離膜の気泡の
成長・収縮に応じた変位に対して、規制部材でメニスカ
スの後退を抑制することを特徴とする。

【００１６】また、前記可動分離膜と、該可動分離膜の
変位領域に接触してその変位を規制する吐出口側に自由
端を具備する規制部材とが互いに少なくとも一部が離れ
た状態でその間に液体が介在する工程をメニスカスが後
退する工程中に有することを特徴とする。

【００１７】また、前記気泡の収縮時に可動分離膜と前
記規制部材である可動部材とを離間させ、その間に液体
を侵入させて初期位置に復帰することを特徴とする。

【００１８】また、前記可動部材に設けた液体侵入促進
構造によって前記可動分離膜と前記可動部材の間に液体
を侵入させることを特徴とする。

【００１９】なお、上述した本発明の特徴である変位工
程を具体的に実施するための装置としては、以下に説明
する構成を挙げることができる。加えて、本発明の技術
思想に包含される他の構成によって変位工程を達成でき
るものは、本発明に含まれるものである。

【００２０】以下に言う「規制部材」は、可動分離膜自
体の構成（例えば、弾性率の分布や変形伸長部と非変形
部との組合せ等）、あるいは可動分離膜に作用する付加
部材または第１の液流路構造によるもの等の他、これら
の組合せのすべてを含むものである。

【００２１】本発明による液体吐出ヘッドは、液体を吐
出する吐出口に連通する第１の液流路と、液体に気泡を
発生させる気泡発生領域を具備する第２の液流路と、前
記第１の液流路と第２の液流路とを実質的に分離する可
動分離膜とを有し、前記第１の液流路における液体の流
れに関して前記吐出口よりも上流側で前記気泡により変
位せしめて液体を吐出させる液体吐出ヘッドにおいて、
前記可動分離膜の気泡の成長・収縮に応じた変位に対し
て、メニスカスの後退を抑制する規制部材を有すること
を特徴とする。

【００２２】また、前記可動分離膜の変位領域に接触し
てその変位を規制する吐出口側に自由端を具備する規制
部材と、メカニカスの後退に伴って可動分離膜と規制部
材の相対移動量を規制する手段とを有することを特徴と
する。

【００２３】本発明による液体吐出ヘッドは、液体に気
泡を発生させる気泡発生領域と液体を吐出する吐出口に
連通する液吐出領域とを実質的に分離すると可動分離膜
と、前記気泡発生領域で気泡を発生するためのエネルギ
ー発生手段と、前記気泡発生領域に前記可動分離膜を介
して対面した吐出口方向に自由端を具備する可動部材と
を有する液体吐出ヘッドであって、前記可動分離膜と前
記可動部材は、気泡の収縮時に離間する構造とすること
を特徴とする。

【００２４】また、前記可動部材の自由端をメニスカス
に接触するまで吐出口に近接して設けることを特徴とす
る。

【００２５】また、前記可動部材の自由端を前記エネル
ギー発生手段である発熱体の吐出口側端直上より上流側
に設けることを特徴とする。

【００２６】また、前記可動部材に、前記可動分離膜と
前記可動部材の間に侵入させる液体の液体侵入促進構造
を設けることを特徴とする。

【００２７】また、前記液体侵入促進構造は可動部材に
設けた供給開口であることを特徴とする。

【００２８】また、前記液体侵入促進構造は前記可動部
材と前記可動分離膜の密着を防止する密着防止構造であ
ることを特徴とする。

【００２９】また、前記密着防止構造は可動部材の可動
分離膜と接する領域に設けた凸状ポイントであることを
特徴とする。

【００３０】また、前記密着防止構造は可動部材の可動
分離膜側に設けた液流入溝であることを特徴とする。

【００３１】また、前記可動部材が第１の液流路中に傾
斜状態で保持されていることを特徴とする。

【００３２】また、前記気泡発生領域の前記可動部材に
対向する位置に、前記気泡を発生させるための熱を発生
する発熱体を有することを特徴とする。

【００３３】また、前記気泡発生領域において発生した
気泡の下流部分は、前記発熱体の面積中心より下流側で
発生した気泡であることを特徴とする。

【００３４】また、前記可動部材は、前記発熱体の面積
中心より前記吐出口側に前記自由端が位置することを特
徴とする。

【００３５】また、前記可動部材は、板状であることを
特徴とする。

【００３６】また、前記可動分離膜は、樹脂から構成さ
れていることを特徴とする。

【００３７】また、前記第１の液流路に供給するための
液体が貯留されている第１の共通液室と、前記第２の液
流路に供給するための液体が貯留されている第２の共通
液室とを有することを特徴とする。

【００３８】また、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は異なる液体で
あることを特徴とする。

【００３９】また、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て、低粘
度性、発泡性、熱安定性のうち少なくとも１つの性質に
おいて優れている液体であることを特徴とする。

【００４０】本発明は、上述したように構成されている
ので、気泡の発生によって生じた圧力により気泡発生領
域上に設けられた可動分離膜が膨張し、可動分離膜上に
配設された可動部材が第１の液流路側に変位して前記圧
力によって、可動分離膜が第１の液流路側の吐出口方向
にふくらむ。それにより、吐出口から高い吐出力で効率
よく液体が吐出される。

【００４１】また、伸びた可動分離膜は、気泡の収縮に
伴なう圧力に応じて可動部材よりも早く元の位置に素早
く復帰するので、圧力の作用方向の制御に加え、第１の
液流路に吐出液をリフィルする速さが高まり、メニスカ
スの後退を抑制できるので高速の印字に於ても、安定し
た吐出が得られる。

【００４２】さらに、消泡時、可動部材と可動分離膜の
間に液体が侵入するため、可動部材と可動分離膜が初期
位置に復帰するまでに生ずる振動は、はさみ込まれた液
体のダンパー効果によって減衰が促進される。また、液
体を侵入させる構造が上流側にある場合、液体の供給が
促進され、リフィル特性が向上する。

【００４３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。

【００４４】［本発明の実施に適用可能な例］以下に、
本発明の実施に適用可能な２つの例について説明する。

【００４５】図１乃至図３は、本発明に適用可能な液体
吐出方法の例を説明するものための図であり、吐出口
は、第１の液流路の端部域に配されており、吐出口の上
流側（第１の液流路における吐出液の流れ方向に関し
て）に、発生した気泡の成長にしたがって変位する変位
可能な可動分離膜の変位領域が存在している。また、第
２の液流路は、発泡液を収納し、あるいは、発泡液で充
填され（好ましくは、補充可能、より好ましくは、発泡
液の移動可能）ており、気泡の発生領域を備えている。

【００４６】本例では、この気泡発生領域も、上述した
吐出液の流れ方向に関して吐出口側よりも上流域に対応
して位置する。加えて、分離膜は、気泡発生領域を形成
する電気熱変換体よりも長く、可動領域として有する
が、上記流れ方向に関して、電気熱変換体の上流側端部
と第１の液流路の共通液室との間、好ましくは、該上流
側端部に不図示の固定部を有している。したがって、分
離膜の実質的な可動範囲は、図１〜図３で理解される。

【００４７】これらの図における可動分離膜の状態は、
可動分離膜自体の弾性、厚さ、あるいは他の付加的構造
から得られるもの全てを代表する要素である。

【００４８】（第１の例）図１は、本発明に適用可能な
液体吐出方法の第１の例（吐出工程の途中から本発明の
変位工程を有する場合）を説明するための流路方向の断
面図である。

【００４９】本例は図１に示すように、吐出口１１に直
接連通した第１の液流路３内に、第１の共通液室１４３
から供給される第１の液体が満たされており、また、気
泡発生領域７を有する第２の液流路４に、発熱体２によ
って熱エネルギーを与えられることにより発泡する発泡
用の液体が満たされている。なお、第１の液流路３と第
２の液流路４との間には、第１の液流路３と第２の液流
路４とを互いに分離する可動分離膜５が設けられてい
る。また、可動分離膜５とオリフィスプレート９とは互
いに密着固定され、ここでもそれぞれの液流路内の液体
が混ざり合うことはない。

【００５０】ここで、可動分離膜５は、通常、気泡発生
領域７において発生する気泡によって変位する際、方向
性を持たないか、むしろ、変位自由度の高い共通液室側
へ変位が進行する場合がある。

【００５１】本例においては、この可動分離膜５の動き
に着眼したものであって、可動分離膜５自体に直接的あ
るいは間接的に作用する変位の方向を規制する手段を設
け、それにより、可動分離膜５の気泡によって生じる変
位（移動、膨張または伸長等）を吐出口方向に向けるよ
うにした。

【００５２】図１（ａ）に示す初期状態においては、第
１の液流路３内の液体が毛細管力によって吐出口１１近
傍まで引き込まれている。なお、本例においては、吐出
口１１が発熱体２の第１の液流路３への投影領域に対
し、第１の液流路３の液体流れ方向に関して下流側に位
置している。

【００５３】この状態において、発熱体２（本形態にお
いては、４０μｍ×１０５μｍの形状を有する発熱抵抗
体）に熱エネルギーが与えられると、発熱体２が急速に
加熱され、気泡発生領域７の第２の液体に接触する表面
は第２の液体を加熱発泡させる（図１（ｂ））。この加
熱発泡により生じる気泡６は、米国特許第４，７２３，
１２９号に記載されているような膜沸騰現象に基づく気
泡であり、発熱体表面全域に一斉にきわめて高い圧力を
伴って発生するものである。このときに発生する圧力
は、圧力波となって第２の液流路４内の第２の液体を伝
搬し、可動分離膜５に作用して、それにより、可動分離
膜５が変位して、第１の液流路３内の第１の液体の吐出
が開始される。

【００５４】発熱体２の表面全体に発生した気泡６が急
速に成長していくと、膜状となる（図１（ｃ））。発生
初期のきわめて高い圧力による気泡６の膨張は、可動分
離膜５をさらに変位せしめ、それにより、吐出口１１か
らの第１の液流路３内の第１の液体の吐出が進む。

【００５５】その後、さらに気泡６が成長すると、可動
分離膜５の変位が大きくなる（図１（ｄ））。なお、図
１（ｄ）に示す状態までは、可動分離膜５は、可動分離
膜５の発熱体２に対向する領域の中央部５Ｃに対してそ
の上流側部５Ａの変位と下流側部５Ｂの変位とがほぼ等
しくなるように伸長し続けている。

【００５６】その後、さらに気泡６が成長すると、気泡
６及び変位を続ける可動分離膜５が、それぞれ上流側部
５Ａよりも下流側部５Ｂが相対的に大きく吐出口方向に
変位し、それにより、第１の液流路３内の第１の液体
が、吐出口１１方向に直接的に移動せしめられる（図１
（ｅ））。

【００５７】このように、液体を吐出口方向へ直接移動
させるように可動分離膜５が下流側の吐出方向へ変位す
る工程を有することにより、より吐出効率が向上する。
さらに、相対的に上流側への液体の移動が少なくなり、
ノズル内、特に、可動分離膜５の変位領域への液体のリ
フィル（上流側からの補充）に有効に作用することにな
る。

【００５８】また、図１（ｄ）、図１（ｅ）に示すよう
に、可動分離膜５自体も図１（ｄ）から図１（ｅ）に変
化するように吐出口方向へ変位する場合、上述した吐出
効率及びリフィル効率をさらに向上させることができる
とともに、第１の液流路３内の発熱体２の投影領域の第
１の液体を吐出口方向へ輸送移動を生じさせ、吐出量の
向上を図ることができる。

【００５９】（第２の例）図２は、本発明に適用可能な
液体吐出方法の第２の例（初期段階から本発明の変位工
程を有する例）を説明するための流路方向の断面図であ
る。

【００６０】本例も上述した第１の例と基本的に同様な
構成で、図２に示すように、吐出口１１に直接連通した
第１の液流路１３内に、第１の共通液室１４３から供給
される第１の液体が満たされており、また、気泡発生領
域１７を有する第２の液流路１４に、発熱体１２によっ
て熱エネルギーを与えられることにより発泡する発泡用
の液体が満たされている。なお、第１の液流路１３と第
２の液流路１４との間には、第１の液流路１３と第２の
液流路１４とを互いに分離する可動分離膜１５が設けら
れている。また、可動分離膜１５とオリフスプレート１
９とは互いに密着固定され、ここでもそれぞれの液流路
内の液体が混ざり合うことはない。

【００６１】図２（ａ）に示す初期状態においては、図
１（ａ）と同様に、第１の液流路１３内の液体が毛細管
力によって吐出口１１近傍まで引き込まれている。な
お、本例においては、吐出口１１が発熱体１２の第１の
液流路１３への投影領域に対し、下流側に位置してい
る。

【００６２】この状態において、発熱体１２（本形態に
おいては、４０μｍ×１１５μｍの形状を有する発熱抵
抗体）に熱エネルギーが与えられると、発熱体１２が急
速に加熱され、気泡発生領域１７の第２の液体に接触す
る表面は第２の液体を加熱発泡させる（図２（ｂ））。
この加熱発泡により生じる気泡１６は、米国特許第４，
７２３，１２９号に記載されているような膜沸騰現象に
基づく気泡であり、発熱体表面全域に一斉にきわめて高
い圧力を伴って発生するものである。このときに発生す
る圧力は、圧力波となって第２の液流路１４内の第２の
液体を伝搬し、可動分離膜１５に作用して、それによ
り、可動分離膜１５が変位して、第１の液流路１３内の
第１の液体の吐出が開始される。

【００６３】発熱体１２の表面全体に発生した気泡１６
が急速に成長していくと、膜状となる（図２（ｃ））。
発生初期のきわめて高い圧力による気泡１６の膨張は、
可動分離膜１５をさらに変位せしめ、それにより、吐出
口１からの第１の液流路１３内の第１の液体の吐出が進
む。このとき、図２（ｃ）に示すように、可動分離膜１
５は、初期の段階から可動領域のうち、上流側部１５Ａ
よりも下流側部１５Ｂの変位が相対的に大きく変位して
いる。それにより、第１の液流路１３内の第１の液体が
吐出口１１へ初期から効率良く移動せしめられる。

【００６４】その後、さらに気泡１６が成長すると、図
２（ｃ）の状態に対して可動分離膜１５の変位及び気泡
の成長が促進されるため、それに伴って可動分離膜１５
の変位も大きくなる（図２（ｄ））。特に、可動領域の
下流側部１５Ｂが上流側部１５Ａ及び中央部１５Ｃより
もさらに大きく吐出口方向に変位することにより、第１
の液流路１３内の第１の液体が吐出口方向に直接的に加
速して移動するとともに、上流側部１５Ａの変位が全工
程中で少ないため、上流方向への液移動が少なくなる。

【００６５】したがって、吐出効率、とりわけ吐出速度
を向上させることができるとともに、ノズルの液体のリ
フィル及び吐出液滴の体積の安定化にも有利となる。

【００６６】その後、さらに気泡１６が成長すると、可
動分離膜１５の下流側部１５Ｂ及び中央部１５Ｃがさら
に吐出口方向に変位、伸長し、上述した効果、すなわ
ち、吐出効率及び吐出速度の向上が図られる（図２
（ｅ））。特に、この場合の可動分離膜１５の形状にお
いては、断面形状から示されるものだけではなく、液流
路の幅方向の変位、伸長も大きくなるため、第１の液流
路１３内の第１の液体を吐出口方向に移動させる作用領
域が大きくなり、相乗的に吐出効率が向上する。特に、
このときの可動分離膜１５の変位形状を人間の鼻の形状
に類似していることから鼻形状と称する。なお、この鼻
形状においては、図２（ｅ）に示すように、初期状態に
おいて上流側に位置していたＢ点が初期状態において下
流側に位置していたＡ点よりも下流側に位置するような
「Ｓ」字形状や図１（ｅ）のようにこれらのＡ，Ｂ点が
同等の位置にあるような形状を含むものとする。

【００６７】（可動分離膜に適用可能な変位の例）図３
は、本発明の液体吐出方法における可動分離膜の変位工
程を説明するための流路方向の断面図である。

【００６８】なお、本例においては、特に、可動分離膜
の可動範囲及び変位の変化に着目して説明を行うため、
気泡や第１の液流路や吐出口の図示は省略するが、いず
れの図も基本的な構成として、第２の液流路２４のう
ち、発熱体２２の投影領域近辺が気泡発生領域２７であ
り、第２の液流路２４と第１の液流路２３とは可動分離
膜２５によって、常時、すなわち初期から変位期間にわ
たって実質的に分離されている。また、発熱体２２の下
流側端部（図中Ｈ線）を境に下流側に吐出口、上流側に
第１の液体の供給部が設けられている。なお、この例以
降における「上流側」、「下流側」は、可動分離膜の可
動範囲の中央部から見て、流路の液体流れ方向に関して
の意味である。

【００６９】図３（ａ）に示すものにおいては、可動分
離膜２５が、初期状態から図中、、の順で変位し
ていき、上流側よりも下流側の方が大きく変位する工程
を初期から有しており、特に、吐出効率を高めるととも
に下流側の変位が第１の液流路２３内の第１の液体を吐
出口方向へ押し出すような移動を生じさせる作用がある
ため、吐出速度の向上を図ることができる。なお、図３
（ａ）では、上記可動範囲は実質一定とした。

【００７０】図３（ｂ）に示すものにおいては、可動分
離膜２５が、図中、、の順で変位していくに従っ
て、可動分離膜２５の可動範囲が吐出口側へ移動または
拡大している。この形態において、上記可動範囲はその
上流側が固定されている。ここで可動分離膜２５の下流
側が上流側よりも大きく変位していくと共に、気泡の成
長自体をも吐出口方向に成長させることができるため、
吐出効率をより一層高めることができる。

【００７１】図３（ｃ）に示すものにおいては、可動分
離膜２５が、初期状態から図中に示す状態までは上
流側と下流側とが均等または上流側の方がやや大きく変
位するが、図中からに示すようにさらに気泡が成長
すると、下流側の方が上流側よりも大きく変位する。そ
れにより、可動領域上部の第１の液体をも吐出口方向へ
移動させることができ、吐出効率を向上させることがで
きるとともに、吐出量を増大させることができる。

【００７２】さらに、図３（ｃ）中に示す工程におい
ては、可動分離膜２５のある点Ｕが、初期状態において
それによりも下流に位置していた点Ｄよりも吐出口側に
変位するため、この膨張して吐出口側に突き出した部分
によってより一層吐出効率が向上する。なお、この形状
を、前述したように鼻形状と称する。

【００７３】以上説明したような工程を有する液体吐出
方法が本発明に適用可能だが、図３に示したものはそれ
ぞれ必ずしも独立したものではなく、それぞれの成分を
を有する工程も本発明に適用可能とする。また、鼻形状
を有する工程も、図３（ｃ）に示したものだけでなく、
図３（ａ）、（ｂ）に示したものにも導入可能である。
また、図３において用いた可動分離膜においては、伸縮
性を有するか否かは問わず、予めたるみを持たせたもの
でもよい。また、図面上の可動分離膜の厚さは特に寸法
上の意味はない。

【００７４】なお、本明細書中の「方向規制手段」は、
可動分離膜自体の構成もしくは特徴によるもの、気泡発
生手段の可動分離膜に対する作用もしくは配置関係、気
泡発生領域周囲の流体抵抗関係、可動分離膜に直接ある
いは間接的に作用する部材、または、可動分離膜の変位
もしくは伸長を規制する部材（手段）のいずれか少なく
とも１つを対象とするもので、本願が規定する「変位」
をもたらすもの全てを含むものである。したがって、本
願発明には、上記方向規制手段の複数（２つ以上）を含
む実施形態は当然含まれる。ただし、以下に記載する実
施例としては、複数の方向制御手段を任意に組み合せせ
たものは明記していないが、本発明は、以下の実施例に
限られることはない。

【００７５】（実施例１）図４は、本発明の液体吐出ヘ
ッドの第１の実施例を示す流路方向の断面摸式図であ
り、（ａ）は非吐出時を状態を示し、以下（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の順で吐出動作を行い、（ａ）
の非吐出時の状態に戻る。

【００７６】本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出す
る吐出口１１に連通する第１の液流路３と前記液体に気
泡４０を発生させる気泡発生領域３０を有する第２の液
流路４とを実質的に分離する可動分離膜５と、前記気泡
発生領域３０で気泡４０を発生するための発熱体２と、
前記気泡発生領域３０に前記可動分離膜５を介して対面
した吐出口方向に自由端２８を具備する可動部材２６と
を有し、前記可動分離膜５と前記可動部材２６は、気泡
４０の収縮時に離間する構造とされている。

【００７７】本実施例では、可動部材２６は発熱体２に
対面して配され、可動部材２６の自由端２８は可動分離
膜５を介して発熱体２の吐出口側端直上にある。

【００７８】図４（ｂ）において、発熱体２が気泡発生
領域３０に気泡４０を発生させると、気泡４０は可動分
離膜５を膨張させるが、上流側に可動部材２６の支点２
７があり、下流側は可動部材２６の自由端２８のため、
自由端２８を大きく変位させることができる。可動分離
膜５も可動部材２６の変位形状に制御されて、吐出口側
に大きく膨張することにより吐出効率が向上する。

【００７９】図４（ｃ）は気泡４０が収縮消滅する過程
を示すものである。消泡の圧力により、可動分離膜５は
直ちに気泡４０の消滅する方向に引っ張られる。この
時、可動部材２６の剛性が可動分離膜５と比較して強い
ため、可動部材２６は可動分離膜５の変位速度より遅
く、可動分離膜５と可動部材２６は離間し、可動分離膜
５と可動部材２６の間に液体１５０が介在するようにな
る。この液体１５０の大部分は可動部材２６の自由端側
から供給されるため、メニスカス１４１を大きく引き込
む。特に、液供給量が必要な発熱体２に近い領域のメニ
スカスが大きく引き込まれる。

【００８０】図４（ｄ）は消泡の圧力によって初期位置
よりも発熱体側に変位した可動分離膜５が初期の位置に
戻る過程を示す。発熱体側に変位した可動分離膜５が戻
る際、可動分離膜５が弾力性に富む場合、減衰振動が発
生する場合がある。この振動はメニスカス１４１を振動
させ次の吐出状態を不安定にする場合がある。本発明に
おいては、可動分離膜５と可動部材２６の間に液体１５
０が介在するため、この液体１５０をダンパーまたはク
ッションとして機能させることにより、可動分離膜５に
よるバネ振動をよりはやく減衰させることが可能とな
る。本実施例では可動部材２６の自由端２８は可動分離
膜５を介して発熱体２の吐出口側端直上にあるため、ダ
ンパーとして作用する液体１５０は可動分離膜５の大部
分を覆うためバネ振動を抑制する効果が大きい。これに
より、図４（ｄ）から図４（ｅ）を経て素早く初期状態
の図４（ａ）に移ることができると共に可動分離膜５の
バネ振動による吐出不安定動作を防止することが可能と
なる。

【００８１】（実施例２）図５（ａ）〜図５（ｅ）は第
１の実施例に対して可動部材２６の自由端２８を吐出口
に近接して設けたものである。

【００８２】図５（ｂ）において、発熱体２が気泡発生
領域３０に気泡４０を発生させると、気泡４０は可動分
離膜５を膨張させるが、上流側に可動部材２６の支点２
７があり、下流側は可動部材２６の自由端２８が吐出口
１１に近接して設けられているため、自由端２８を大き
く変位させることができる。可動分離膜５も可動部材２
６の変位形状に制御されて、吐出口側に大きく膨張する
ことにより吐出効率が向上する。

【００８３】図５（ｃ）は気泡４０が収縮消滅する過程
を示すものである。消泡の圧力により、可動分離膜５は
直ちに気泡４０の消滅する方向に引っ張られ、可動分離
膜５と可動部材２６は離間し、可動分離膜５と可動部材
２６の間には液体が介在するようになる。この液体の大
部分は可動部材２６の自由端側から供給されるため、メ
ニスカス１４１を大きく引き込む。特に、液供給量が必
要な発熱体２に近い領域のメニスカス１４１が大きく引
き込まれる。本実施例の場合は特に、メニスカス１４１
が可動部材２６の自由端２８の近傍で接しているため、
可動部材２６がメニスカスの上側と下側を分離し、可動
分離膜５と可動部材２６の間の液体をとじ込め、その間
には独立状態の液体１４２が存在するようになる。

【００８４】図５（ｄ）は消泡の圧力によって初期位置
よりも発熱体側に変位した可動分離膜５が初期の位置に
戻る過程を示す。発熱体側に変位した可動分離膜５が戻
る際、可動分離膜５が弾力性に富む場合、減衰振動が発
生する場合がある。この振動はメニスカス１４１を振動
させ次の吐出状態を不安定にする場合がある。本実施例
の場合、可動分離膜５と可動部材２６の間に液体１４２
にメニスカスができるため、この液体１４２をダンパー
またはクッションとして機能させることにより、可動分
離膜５の振動等の細かい動きを抑制することになり、可
動分離膜５の振動を極めて効率よく減衰させる。本実施
例では可動部材２６の自由端２８は可動分離膜５を介し
て発熱体２の吐出口側端直上にあるため、ダンパーまた
はクッションとして作用する液体１４２は可動分離膜５
の大部分を覆うためバネ振動を抑制する効果が大きい。
これにより、図５（ｄ）から図５（ｅ）を経て素早く初
期状態の図５（ａ）に移ることができると共に可動分離
膜５のバネ振動による吐出不安定動作を防止することが
可能となる。

【００８５】（実施例３）図６（ａ）〜図６（ｅ）は第
１の実施例に対して可動部材２６の自由端２８が発熱体
２の吐出口側端よりも上流側にある場合である。

【００８６】図６（ｂ）は気泡発生時の状態を示してい
る。気泡４０は可動部材２６が存在しない発熱体２の面
積中心より吐出口方向に大きく成長する。これにより可
動分離膜５も吐出口側に膨張し、吐出効率が向上する図
６（ｃ）は気泡４０が収縮消滅する過程を示すものであ
る。消泡の圧力により、可動分離膜５は直ちに気泡４０
の消滅する方向に引っ張られ、可動分離膜５と可動部材
２６が離間し、これらの間に液体１５０が侵入する。こ
の液体１５０の大部分は可動部材２６の自由端側から供
給されるが、本実施例では可動部材２６の自由端２８が
発熱体２に対面した可動分離膜５の領域の吐出ロ側端よ
りもより上流側にあるため、可動分離膜５の下方変位に
対して液体１５０の供給が上流側からも十分に行われ、
メニスカス１４１の後退が少なくてすむ。このため、先
の実施例よりさらに、リフィル特性が向上する。

【００８７】図６（ｄ）は消泡の圧力によって初期位置
よりも発熱体側に変位した可動分離膜５が初期の位置に
戻る過程を示す。発熱体側に変位した可動分離膜５が戻
る際、可動分離膜５が弾性力に富む場合、減衰振動が発
生してしまうが、本発明においては、可動分離膜５と可
動部材２６の間に液体１５０が介在するため、この液体
１５０をダンパーまたはクッションとして機能させるこ
とによって、可動分離膜５のバネ振動をよりはやく減衰
させることが可能となり、図６（ｄ）から図６（ｅ）を
経て素早く初期状態の図６（ａ）に移ることができる。
これにより、吐出不安定動作を防止することが可能とな
る。

【００８８】（実施例４）図７（ａ）〜図７（ｅ）は第
１の実施例に対して可動部材２６の支点側に液体侵入促
進構造を設けたものである。

【００８９】図７（ｂ）において、発熱体２が気泡発生
領域３０に気泡４０を発生させると、気泡４０は可動分
離膜５を膨張させるが、上流側に可動部材２６の支点２
７があり、下流側は可動部材２６の自由端２８があり、
自由端２８を大きく変位させることになり、可動分離膜
５も可動部材２６の変位形状にならうように変位し、吐
出口側に大きく膨張する。したがって、気泡４０は吐出
口側に大きく導かれることになり吐出効率が向上する。

【００９０】図７（ｃ）は気泡４０が収縮消滅する過程
を示すものである。消泡の圧力により、可動分離膜５は
直ちに気泡４０の消滅する方向に引っ張られ、可動部材
２６と離間し、可動分離膜５と可動部材２６の間には液
体１５０が介在するようになる。この液体１５０は、可
動部材２６の支点側に設けた液体侵入促進構造である供
給開ロ１４５，１４６からも液供給が行われると同時
に、可動部材２６の自由端側からの液体の供給が可動部
材２６の存在により抑制される。これにより、メニスカ
ス１４１の後退が少なくてすみ、リフィル特性が向上す
る。

【００９１】図７（ｄ）は消泡の圧力によって初期位置
よりも発熱体側に変位した可動分離膜５が初期の位置に
戻る過程を示す。発熱体側に変位した可動分離膜５が戻
る際、可動分離膜５が弾力性に富む場合、減衰振動が発
生してしまうが、本発明によれば、可動分離膜５と可動
部材２６の間に液体１５０が介在するため、この液体１
５０をダンパーまたはクッションとして機能させること
によって、可動分離膜５によるバネ振動をよりはやく減
衰させることが可能となる。これにより、図７（ｄ）か
ら図７（ｅ）を経て素早く初期状態の図７（ａ）に移る
ことができると共に、可動分離膜５のバネ振動による吐
出不安定動作を防止することが可能となる。これによ
り、高速でかつ、高画質印字が実現可能となる。

【００９２】本実施例の場合、上述したように、メニス
カス１４１の後退を抑制し、リフィル特性を向上させつ
つ、可動分離膜の振動を減衰させる効果を高めることが
できる。

【００９３】（実施例５）図８（ａ）〜図８（ｅ）は第
２の実施例に対して可動部材２６の支点側に液体侵入促
進構造を設けたものである。

【００９４】図８（ｂ）において、発熱体２が気泡発生
領域３０に気泡４０を発生させると、気泡４０は可動分
離膜５を膨張させるが、上流側に可動部材２６の支点２
７があり、下流側は可動部材２６の自由端２８が吐出口
に近接して設けられているため、自由端２８を大きく変
位させることができる。可動分離膜５も可動部材２６の
変位形状に制御されて、吐出口側に大きく膨張すること
により吐出効率が向上する。

【００９５】図８（ｃ）は気泡４０が収縮消滅する過程
を示すものである。消泡の圧力により、可動分離膜５は
直ちに気泡４０の消滅する方向に引っ張られ、可動分離
膜５と可動部材２６は離間し、可動分離膜５と可動部材
２６の間には液体が介在するようになる。この液体の大
部分は可動部材２６の自由端側から供給されるため、メ
ニスカス１４１を引き込む。本実施例の場合は特に、メ
ニスカス１４１が可動部材２６の自由端２８の近傍で接
しているため、可動部材２６がメニスカス１４１の上側
と下側を分離し、可動分離膜５と可動部材２６の間の液
体をとじ込め、その間には独立状態の液体１４２が存在
するようになる。

【００９６】他方、本実施例の場合、可動部材２６の支
点側に設けた液体侵入促進構造である供給開ロ１４５，
１４６からも液供給が行われると同時に、可動部材２６
の自由端側からの液体の供給が可動部材２６の存在によ
り抑制されので、前記メニスカス１４１の後退が少なく
てすみ、リフィル特性が向上する。

【００９７】図８（ｄ）は消泡の圧力によって初期位置
よりも発熱体側に変位した可動分離膜５が初期の位置に
戻る過程を示す。発熱体側に変位した可動分離膜５が戻
る際、可動分離膜５が弾力性に富む場合、減衰振動が発
生する場合がある。この振動はメニスカス１４１を振動
させ次の吐出状態を不安定にする場合がある。本発明に
おいては、可動分離膜５と可動部材２６の間に液体１４
２にメニスカスができるため、この液体１４２をダンパ
ーまたはクッションとして機能させることにより、可動
分離膜５の振動等の細かい動きを抑制することになり、
可動分離膜５の振動を極めて効率よく減衰させる。本実
施例では可動部材２６の自由端２８は可動分離膜５を介
して発熱体２の吐出口側端直上にあるため、ダンパーま
たはクッションとし作用する液体１４２は可動分離膜５
の大部分を覆うためバネ振動を抑制する効果が大きい。
これにより、図８（ｄ）から図８（ｅ）を経て素早く初
期状態の図８（ａ）に移ることができると共に可動分離
膜５のバネ振動による吐出不安定動作を防止することが
可能となる。

【００９８】（実施例６）図９（ａ）〜図９（ｅ）は第
１の実施例に対して可動部材２６の可動分離膜５と接す
る領域に可動分離膜５との密着を防止する密着防止構造
を設けたものである。この構造は、液体侵入促進構造と
しての機能をも果たすものである。

【００９９】図９（ｂ）において、発熱体２が気泡発生
領域３０に気泡４０を発生させると、気泡４０は可動分
離膜５を膨張させるが、上流側に可動部材の支点２７が
あり、下流側は可動部材２６の自由端２８があり、自由
端２８を大きく変位させることになり、可動分離膜５も
可動部材２６の変位形状にならうように変位し、吐出口
側に大きく膨張する。したがって、気泡４０は吐出口側
に大きく導かれることになり吐出効率が向上する。

【０１００】図９（ｃ）は気泡４０が収縮消滅する過程
を示すものである。消泡の圧力により、可動分離膜５は
直ちに気泡４０の消滅方向に引っ張られる。この時、可
動部材２６の可動分離膜５と接する領域に可動分離膜５
との密着防止構造である凸状ポイント１４７が複数設け
られているので、容易に可動部材２６と離間し、可動分
離膜５と可動部材２６の間に液体１５０が介在するよう
になる。これにより、可動分離膜５は消泡時の圧力変化
に従う変位動作が規制されることがなくなり可動分離膜
５の耐久性が向上する。

【０１０１】図９（ｄ）は消泡の圧力によって初期位置
よりも発熱体側に変位した可動分離膜５が初期の位置に
戻る過程を示す。発熱体側に変位した可動分離膜５が戻
る際、可動分離膜５が弾力性に富む場合、減衰振動が発
生してしまうが、本発明によれば、可動分離膜５と可動
部材６の間に液体１５０が介在するため、この液体をダ
ンパーまたはクッションとして機能させることによっ
て、可動分離膜５によるバネ振動をよりはやく減衰させ
ることが可能となる。これにより、図９（ｄ）から図９
（ｅ）を経て素早く初期状態の図９（ａ）に移ることが
できる。さらに、可擦性膜のバネ振動を抑制することに
よって吐出不安定動作を防止することが可能となる。こ
れにより、高速でかつ、高画質印字が実現可能となる。

【０１０２】（実施例７）図１０に示す実施例は、第６
の実施例に対して密着防止構造として液流入溝１４８を
可動部材２６の可動分離膜側に設けたものである。この
液流入溝１４８は、可動部材２６の先端および側端から
複数形成される。このような構成としたことにより、可
動分離膜５が容易に可動部材２６と離間し、可動分離膜
５と可動部材２６の間に液体１５０が介在するようにな
る。その他の構成および動作は第６の実施例と同様なの
で説明を省略する。なお、前記可動部材２６に対面する
電気抵抗体としての発熱体２には配線３４により電流が
流される。

【０１０３】本実施例の場合、可動分離膜５の表面がや
わらかく、可動部材２６のリブやエンボス形状が可動分
離膜５にうまってしまう場合には有効な形状である。

【０１０４】（実施例８）図１１に示す実施例は、上述
した第１〜第７の実施例の可動部材２６が可動分離膜５
の膨張に伴い大きく変位するのに対して、前記可動部材
２６が第１の液流路３中に傾斜状態で保持されていると
ころが相違している。

【０１０５】図１１（ｂ）において、発熱体２が気泡発
生領域３０に気泡４０を発生させると、気泡４０は可動
分離膜５を膨張させるが、可動部材２６の自由端２８
は、支点２７から第１の液流路３中に傾斜状態で保持さ
れているため、可動分離膜５は可動部材２６の傾斜形状
にならうように変位し、吐出口側に大きく膨張する。し
たがって、気泡４０は吐出口側に大きく導かれることに
なり吐出効率が向上する。

【０１０６】図１１（ｃ）は気泡４０が収縮消滅する過
程を示すものである。消泡の圧力により、可動分離膜５
は直ちに気泡４０の消滅する方向に引っ張られ、可動分
離膜５と可動部材２６は離間し、可動分離膜５と可動部
材２６の間には液体が介在するようになる。この液体の
大部分は可動部材２６の自由端側から供給されるが、可
動部材の２６の支点側に設けた供給開口１４５，１４６
からも液供給が行われる。これにより、可動分離膜５は
消泡時の圧力変化に従う変位動作が規制されることがな
くなり可動分離膜５の耐久性が向上する。

【０１０７】図１１（ｄ）において、発熱体側に変位し
た可動分離膜５が戻る際、可動分離膜５が弾力性に富む
場合、減衰振動が発生してしまうが、本発明によれば、
可動分離膜５と可動部材６の間に液体１５０が介在する
ため、この液体をダンパーまたはクッションとして機能
させることによって、可動分離膜５によるバネ振動をよ
りはやく減衰させることが可能となる。これにより、図
１１（ｄ）から図１１（ｅ）を経て素早く初期状態の図
１１（ａ）に移ることができる。さらに、可擦性膜のバ
ネ振動を抑制することによって吐出不安定動作を防止す
ることが可能となる。これにより、高速でかつ、高画質
印字が実現可能となる。

【０１０８】（実施例９）図１２に示す実施例は、上述
した第１〜第８の実施例が発熱体より下流位置に吐出口
を有する液体吐出ヘッドであるの対して、発熱体に対向
する位置に吐出口を有するサイドシュータータイプの液
体吐出ヘッドに関するものである。

【０１０９】次に、このヘッドの吐出動作を第１の実施
例のヘッドの動作に対応して説明する。

【０１１０】図１２（ａ）に示すように、本液体吐出ヘ
ッドは、素子基板１上に配置されている発熱体２が、第
２の液流路４の発熱体２近傍の気泡発生領域３０内にあ
る液体を加熱し、膜沸騰を発生させることで、この領域
での気泡４０を発生させる。

【０１１１】また、この領域と、吐出口１１と連通する
第１の液流路３とは可動分離膜５によって実質的に分離
され、第１の液流路３の液体と第２の液流路４の液体は
混ざらない構成となっている。ただし、第１と第２の液
流路３，４の液体は、用途に応じて同じでも異なったも
のでもよい。

【０１１２】さらに、本実施例の場合は、可動分離膜５
を介在して二つの可動部材２６が、吐出口１１の中心軸
に対して対称に間隔をおき、その自由端２８を吐出口方
向にして気泡発生領域３０に対面して配設されている。

【０１１３】図１２（ｂ）において、発熱体２が気泡発
生領域３０に気泡４０を発生させると、気泡４０は可動
分離膜５を膨張させるが、上流側に両可動部材２６の支
点２７があり、下流側は両可動部材２６の自由端２８が
あり、両自由端２８を大きく変位させることになり、可
動分離膜５も可動部材２６の変位形状にならうように変
位し、吐出口側に大きく膨張する。したがって、気泡４
０は吐出口側に大きく導かれることになり吐出効率が向
上する。

【０１１４】図１２（ｃ）は気泡４０が収縮消滅する過
程を示すものである。消泡の圧力により、可動分離膜５
は直ちに気泡４０の消滅する方向に引っ張られ、両可動
部材２６と離間し、可動分離膜５と両可動部材２６の間
には液体１５０が介在するようになる。この液体１５０
の大部分は、可動部材２６の自由端側から供給されるた
め、メニスカス１４１を大きく引き込む。

【０１１５】図１２（ｄ）は消泡の圧力によって初期位
置よりも発熱体側に変位した可動分離膜５が初期の位置
に戻る過程を示す。発熱体側に変位した可動分離膜５が
戻る際、可動分離膜５が弾力性に富む場合、減衰振動が
発生してしまうが、本実施例によれば、可動分離膜５と
両可動部材２６の間に液体１５０が介在するため、この
液体１５０をダンパーまたはクッションとして機能させ
ることによって、可動分離膜５によるバネ振動をよりは
やく減衰させることが可能となる。これにより、図１２
（ｄ）から素早く初期状態の図１２（ａ）に移ることが
できると共に、可動分離膜５のバネ振動による吐出不安
定動作を防止することが可能となる。これにより、高速
でかつ、高画質印字が実現可能となる。

【０１１６】本実施例の場合、上述したように、メニス
カスの後退を抑制し、リフィル特性を向上させつつ、可
動分離膜の振動を減衰させる効果を高めることができ
る。

【０１１７】なお、第２〜第８の実施例で述べた構成に
ついても同様に本実施例に適用することができる。

【０１１８】以上述べたように、本形態の構成による
と、吐出液と発泡液とを別液体とし、発泡液の発泡で生
じた圧力を可動分離膜５に作用させることによって吐出
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３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）を第２の液流路４に供給することで良
好に吐出させることができる。

【０１１９】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、発泡を安定化させ、良好な吐出を行うことができ
る。

【０１２０】さらに、本発明のヘッドの構造においては
上述した実施の形態において説明したような効果をも生
じるため、さらに高吐出効率、高吐出圧で高粘性液体等
の液体を吐出することができる。

【０１２１】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３に吐出液として供給し、第２
の液流路４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、しかも上述したように高吐出効率、高吐出圧で
吐出することができる。

【０１２２】以下に、液体に熱を与えるための発熱体２
が設けられた素子基板１の構成について説明する。

【０１２３】図１３は、本発明の液体吐出ヘッドの一構
成例を示す縦断面図であり、図１３（ａ）は後述する保
護膜があるヘッドを示す図、図１３（ｂ）は保護膜とし
ての耐キャビテーション層がないヘッドを示す図であ
る。

【０１２４】図１３に示すように、素子基板１上に、第
２の液流路４と、分離壁となる可動分離膜５と、可動部
材２６と、第１の液流路３と、第１の液流路３を構成す
る溝が設けられている溝付部材５０とが設けられてい
る。

【０１２５】素子基板１には、シリコン等の基体１１０
ｆ上に、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１１０ｅが成膜されており、その
上に０．０１〜０．２μｍ厚の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（Ｔａ
Ｎ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）等の電気抵抗層１１
０ｄと、０．２〜１．０μｍ厚のアルミニウム等の配線
電極１１０ｃとがパターニングされている。この２つの
配線電極１１０ｃから電気抵抗層１１０ｄに電圧を印加
し、電気抵抗層１１０ｄに電流を流して発熱させる。配
線電極１１０ｃ間の電気抵抗層１１０ｄ上には、酸化シ
リコンやチッ化シリコン等の保護層１１０ｂが０．１〜
０．２μｍ厚で形成され、さらにその上に、０．１〜
０．６μｍ厚のタンタル等の耐キャビテーション層１１
０ａが成膜されており、インク等各種の液体から電気抵
抗層１１０ｄを保護している。

【０１２６】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１１０ａとして用いられる。

【０１２７】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としての耐キャビテーション
層を必要としない構成でもよく、その例を図１３（ｂ）
に示す。

【０１２８】このような保護層を必要としない電気抵抗
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。特に、本発明において、発泡のための
液体を吐出液と分離して発泡にてきしたものにできるた
め、このように保護層がない場合に有利である。

【０１２９】このように、上述した実施の形態における
発熱体２の構成としては、配線電極１１０ｃ間の電気抵
抗層１１０ｄ（発熱部）だけででもよく、また電気抵抗
層１１０ｄを保護する保護層１１０ｂを含むものでもよ
い。

【０１３０】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抵抗層で構成された発熱部を有
するものを用いたが、本発明は、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。

【０１３１】なお、前述の素子基板１には、発熱部を構
成する電気抵抗層１１０ｄとこの電気抵抗層１１０ｄに
電気信号を供給するための配線電極１１０ｃとで構成さ
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。

【０１３２】また、上述したような素子基板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、電気抵抗層１１０ｄに配線電極１１０ｃを
介して矩形パルスを印加し、配線電極間の抵抗層１１０
ｄを急峻に発熱させる。

【０１３３】図１４は、図１３に示した電気抵抗層とし
ての発熱体２に印加する電圧波形を示す図である。

【０１３４】上述した実施例におけるヘッドにおいて
は、それぞれ電圧２４Ｖ、パルス幅７μｓｅｃ、電流１
５０ｍＡ、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、本発明にお
ける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。

【０１３５】以下に、部品点数の削減を図りながらも、
２つの共通液室を有し、各共通液室に異なる液体を良好
に分離して導入することができ、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。

【０１３６】図１５は、本発明の液体吐出ヘッドの一構
成例を示す模式図であり、図１〜図１３において示した
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。

【０１３７】図１５に示す液体吐出ヘッドにおける溝付
部材５０は、吐出口１１を有するオリフィスプレート５
１と、複数の第１の液流路３を構成する複数の溝と、複
数の第１の液流路３に共通して連通し、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４８
を構成する凹部とから概略構成されている。

【０１３８】この溝付部材５０の下側部分に可動分離膜
５を接合することにより、複数の第１の液流路３が形成
される。溝付部材５０には、その上部から第１の共通液
室４８内に到達する第１の液体供給路２０が設けられて
おり、また、その上部から可動分離膜５を突き抜けて第
２の共通液室４９内に到達する第２の液体供給路２１が
設けられている。

【０１３９】前記可動分離膜５の上に可動部材２６が、
自由端２８を吐出口方向にして気泡発生領域３０に対面
して配設されている。可動部材の自由端の位置は、発熱
体２の面積中心より吐出口側に設けられている。

【０１４０】第１の液体（吐出液）は、図１５中矢印Ｃ
で示すように、第１の液体供給路２０及び第１の共通液
室４８を経て第１の液流路３に供給され、第２の液体
（発泡液）は、図１５中矢印Ｄで示すように、第２の液
体供給路２１及び第２の共通液室４９を経て第２の液流
路４に供給されるようになっている。

【０１４１】なお、本実施例においては、第２の液体供
給路２１が第１の液体供給路２０と平行して配されてい
るが、本発明は、これに限られることはなく、第１の共
通液室４８の外側に設けられた可動分離膜５を貫通し
て、第２の共通液室４９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。

【０１４２】また、第２の液体供給路２１の太さ（直
径）に関しては、第２の液体の供給量を考慮して決めら
れ、第２の液体供給路２１の形状においては、丸形状で
ある必要はなく矩形状等でもよい。

【０１４３】また、第２の共通液室４９においては、溝
付部材５０を可動分離膜５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、基板１上にドラ
イフィルムで共有液室枠と第２の液路壁を形成し、可動
分離膜５を固定した溝付部材５０と可動分離膜５との結
合体と基板１とを貼り合わせることにより第２の共通液
室４９や第２の液流路４を形成してもよい。

【０１４４】図１６は、本発明の液体吐出ヘッドの一構
成例を示す分解斜視図である。

【０１４５】本形態においては、アルミニウム等の金属
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が設けられている。

【０１４６】素子基板１上には、第２の液路壁により形
成された第２の液流路４を構成する複数の溝と、複数の
第２の液流路４に連通し、それぞれの第２の液流路４に
発泡液を供給するための第２の共通液室（共通発泡液
室）４９を構成する凹部と、前述した可動部材２６が設
けられた可動分離膜５とが設けられている。

【０１４７】溝付部材５０においては、可動分離膜５と
接合されることで第１の液流路（吐出液流路）３を構成
する溝と、この吐出液流路に連通し、それぞれの第１の
液流路３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）４８を構成するための凹部と、第１の共通
液室４８に吐出液を供給するための第１の液体供給路
（吐出液供給路）２０と、第２の共通液室４９に発泡液
を供給するための第２の液体供給路（発泡液供給路）２
１とを有している。第２の液体供給路２１は、第１の共
通液室４８の外側に設けられた可動分離膜５を貫通して
第２の共通液室４９に連通する連通路に繁がっており、
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４８に供給することができる。

【０１４８】なお、素子基板１、可動分離膜５及び溝付
天板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２６が配置されており、この可動部材２６に
対応して第１の液流路３が設けられている。また、本形
態においては、第２の液体供給路２１を１つの溝付部材
５０に設けた例について示したが、液体の供給量に応じ
て複数個設けてもよい。さらに、第１の液体供給路２０
と第２の液体供給路２１の流路断面積は供給量に比例し
て決めればよい。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。

【０１４９】以上説明したように本形態によれば、第２
の液流路４に第２の液体を供給する第２の液体供給路２
１と、第１の液流路３に第１の液体を供給する第１の液
体供給路２０とが同一の溝付部材５０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。

【０１５０】また、第２の液流路４に連通した第２の共
通液室４９への第２の液体の供給においては、第１の液
体と第２の液体とを分離する可動分離膜５を突き抜ける
方向で第２の液流路４によって行われる構造であるた
め、可動分離膜５と溝付部材５０と発熱体２が形成され
た基板１との貼り合わせ工程が１度で済み、作りやすさ
が向上するとともに、貼り合わせ精度が向上し、良好に
吐出することができる。

【０１５１】また、第２の液体は、可動分離膜５を突き
抜けて第２の共通液室４９へ供給されるため、第２の液
流路４に第２の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。

【０１５２】上述したように本発明においては、可動部
材２６が設けられた可動分離膜５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。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。

【０１５３】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。

【０１５４】ただし、吐出液の性質として吐出液自身、
または発泡液との反応によって、吐出や発泡また可動分
離膜や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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】発泡液と吐出液に以下で示すような組成の
液体を組み合わせて吐出させて記録を行った。その結
果、従来のヘッドでは吐出が困難であった十数ｃｐ粘度
の液体はもちろん１５０ｃｐという非常に高い粘度の液
体で良好に吐出でき、高画質な記録物を得ることができ
た。発泡液１エタノール４０ｗｔ％水６０ｗｔ％発泡液２水１００ｗｔ％発泡液３イソプロピルアルコール１０ｗｔ％水９０ｗｔ％吐出液１カーボンブラック５ｗｔ％（顔料インク約１５ｃｐ）ステレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体分離材（酸化１４０、重量平均分子量８０００）ｗｔ％モノエタノールアミン０．２５ｗｔ％グリセリン６．９ｗｔ％チオジグソコール５ｗｔ％エタノール３ｗｔ％水１６．７５ｗｔ％吐出液２（５５ｃｐ）ポリエチレングリコール２００１００ｗｔ％吐出液３（１５０ｃｐ）ポリエチレングリコール６００１００ｗｔ％

【０１５８】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、上述した実施の形態における構成において
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。

【０１５９】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。

【０１６０】大まかには、素子基板上に第２の液流路の
壁を形成し、その上に可動部材を有する可動分離膜を取
り付け、さらにその上に第１の液流路を構成する溝等が
設けられた溝付部材を取り付ける。もしくは、第２の液
流路の壁を形成した後、この壁の上に可動部材を有する
可動分離膜が取り付けられた溝付部材を接合することで
ヘッドの製造を行った。

【０１６１】さらに、第２の液流路の作製方法について
詳しく説明する。

【０１６２】まず、素子基板（シリコンウエハ）上に、
半導体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を有する電気熱変換
用素子を形成し、その後、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ればよい。

【０１６３】次に、表面洗浄を行い、密着性を向上させ
た基板上に、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。

【０１６４】次に、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：Ｍ
ＰＡ−６００を用いて行い、約６００ｍＪ／ｃｍ² の露
光量で行った。

【０１６５】次に、ドライフィルムＤＦを、キシレンと
ブチルセルソルビ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の液流路４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１００
ｍＪ／ｃｍ² を行って露光部分を完全に硬化させた。

【０１６６】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。すなわち、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上に
固定した。

【０１６７】次いで、予めアルミベースプレート上に接
合しておいたプリント基板と、ヒータボードとを直径
０．０５ｍｍのアルミワイヤで接続した。

【０１６８】次に、このようにして得られたヒータボー
ドに、上述の方法で溝付部材と可動分離膜との接合体を
位置決め接合した。すなわち、可動分離膜を有する溝付
部材とヒータボードとを位置決めし、押さえバネにより
係合、固定した後、インク・発泡液用供給部材をアルミ
ベースプレート上に接合固定し、アルミワイヤ間、溝付
部材とヒータボードとインク・発泡液用供給部材との隙
間をシリコーンシーラント（東芝シリコーン製：ＴＳＥ
３９９）で封止して完成させた。

【０１６９】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
材と可動分離膜とをあらかじめ、先の工程で接合してお
くことで、第１の液流路と可動部材の位置精度を高める
ことができる。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し、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。

【０１７０】なお、本形態においては、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。

【０１７１】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。

【０１７２】また、可動分離膜の材質としては、前述し
たポリイミドの他、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、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、シリコンゴム、ポリサルフォン、
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、成型性が良好で、弾性があり薄膜化が
可能な樹脂、およびその化合物が望ましい。

【０１７３】また、可動分離膜２５の厚さは、分離壁と
しての強度を達成でき、膨張、収縮が良好に動作すると
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。

【０１７４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。

【０１７５】（１）気泡の発生によって生じた圧力によ
り気泡発生領域上に設けられた可動分離膜が膨張し、可
動分離膜上に配設された可動部材が第１の液流路側に変
位して前記圧力が第１の液流路側の吐出口方向に導かれ
る構成としたため、吐出口から高い吐出力で効率よく液
体を吐出することができる。

【０１７６】（２）液流路を可動分離膜によって、吐出
用の液体が流れる液流路と発泡用の液体が流れる液流路
との２つの液流路に分けたため、発熱体が設けられてい
る液流路には吐出用の液体が流れず、吐出液に熱に弱い
材料のものを使用した場合においても、発熱体上に堆積
する堆積物の量を低減させることができ、また、吐出液
の選択の自由度を広げることができる。

【０１７７】（３）気泡の消泡時に可動分離膜と可動部
材を離間させ、その間に液体を介在させ、ダンパーとし
て機能させることによって、可動分離膜が初期状態に戻
る時に生じる可動分離膜の振動を抑制し、吐出不安定動
作を防止することが可能となる。これにより、高画質な
印字が実現可能となる。

【０１７８】（４）可動部材の自由端が発熱体の吐出口
側端よりも上流側にある場合、消泡時に可動分離膜と可
動部材の間に介在する液体の供給が促進されメニスカス
の後退が抑制される。これにより、リフィル特性が向上
し、高速印字に於いても安定した吐出を得ることができ
る。

【０１７９】（５）可動部材の支点側に設けた液体侵入
促進構造から液体が供給され場合、可動部材の自由端側
からの液体の供給が抑制される。これにより、メニスカ
スの後退が抑制され、リフィル特性が向上する。さら
に、ダンパーとして機能する可動部材の領域が大きいた
め可動分離膜による振動も抑制することができる。これ
により、高速でかつ、高画質印字が実現可能となる。

【０１８０】（６）気泡の消泡時に可動分離膜と可動部
材を離間させる方法によれば、可動分離膜と可動部材各
々の動作を規制しないため、可動分離膜の耐久性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用可能な液体吐出方法の第１の例を
説明するための流路方向の断面図である。

【図２】本発明に適用可能な液体吐出方法の第２の例を
説明するための流路方向の断面図である。

【図３】本発明に適用可能な液体吐出方法における可動
分離膜の変位工程を説明するための流路方向の断面図で
ある。

【図４】本発明の液体吐出ヘッドの第１の実施例を示す
流路方向の断面摸式図である。

【図５】本発明の液体吐出ヘッドの第２の実施例を示す
流路方向の断面摸式図である。

【図６】本発明の液体吐出ヘッドの第３の実施例を示す
流路方向の断面摸式図である。

【図７】本発明の液体吐出ヘッドの第４の実施例を示す
流路方向の断面摸式図である。

【図８】本発明の液体吐出ヘッドの第５の実施例を示す
流路方向の断面摸式図である。

【図９】本発明の液体吐出ヘッドの第６の実施例を示す
流路方向の断面摸式図である。

【図１０】本発明の液体吐出ヘッドの第７の実施例を示
す流路方向の断面摸式図である。

【図１１】本発明の液体吐出ヘッドの第８の実施例を示
す流路方向の断面摸式図である。

【図１２】本発明の液体吐出ヘッドの第８の実施例を示
す流路方向の断面摸式図である。

【図１３】本発明の液体吐出ヘッドの一構成例を示す縦
断面図であり、図１２（ａ）は保護膜があるヘッドを示
す図、図１２（ｂ）は保護膜がないヘッドを示す図であ
る。

【図１４】図１２に示した発熱体に印加する電圧波形を
示す図である。

【図１５】本発明の液体吐出ヘッドの構成例を示す模式
図である。

【図１６】本発明の液体吐出ヘッドの構成例を示す分解
斜視図である。

【符号の説明】

１素子基板２、１２、２２発熱体３、１３、２３第１の液流路４、１４、２４第２の液流路５、１５、２５可動分離膜１１吐出口２６可動部材２７支点２８自由端３０気泡発生領域３４配線４０気泡１４１メニスカス１４２、１５０液体１４５、１４６供給開口１４７凸状ポイント１４８液流入溝

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者工藤清光東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者島津聡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)発明者種谷陽一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に連通する第１の
液流路と、液体に気泡を発生させる気泡発生領域を具備
する第２の液流路とを互いに常に実質的に分離する可動
分離膜を、前記第１の液流路における液体の流れに関し
て前記吐出口よりも上流側で前記気泡により変位せしめ
て液体を吐出させる工程を有する液体吐出方法におい
て、前記可動分離膜の気泡の成長・収縮に応じた変位に対し
て、規制部材でメニスカスの後退を抑制することを特徴
とする液体吐出方法。
【請求項２】前記可動分離膜と、該可動分離膜の変位
領域に接触してその変位を規制する吐出口側に自由端を
具備する規制部材とが互いに少なくとも一部が離れた状
態でその間に液体が介在する工程をメニスカスが後退す
る工程中に有することを特徴とする請求項１記載の液体
吐出方法。
【請求項３】前記気泡の収縮時に可動分離膜と前記規
制部材である可動部材とを離間させ、その間に液体を侵
入させて初期位置に復帰することを特徴とする請求項１
または２記載の液体吐出方法。
【請求項４】前記可動部材に設けた液体侵入促進構造
によって前記可動分離膜と前記可動部材の間に液体を侵
入させることを特徴とする請求項３記載の液体吐出方
法。
【請求項５】液体を吐出する吐出口に連通する第１の
液流路と、液体に気泡を発生させる気泡発生領域を具備
する第２の液流路と、前記第１の液流路と第２の液流路
とを実質的に分離する可動分離膜とを有し、前記第１の
液流路における液体の流れに関して前記吐出口よりも上
流側で前記気泡により変位せしめて液体を吐出させる液
体吐出ヘッドにおいて、前記可動分離膜の気泡の成長・収縮に応じた変位に対し
て、メニスカスの後退を抑制する規制部材を有すること
を特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項６】前記可動分離膜の変位領域に接触してそ
の変位を規制する吐出口側に自由端を具備する規制部材
と、メカニカスの後退に伴って可動分離膜と規制部材の
相対移動量を規制する手段とを有することを特徴とする
請求項５記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】液体に気泡を発生させる気泡発生領域と
液体を吐出する吐出口に連通する液吐出領域とを実質的
に分離すると可動分離膜と、前記気泡発生領域で気泡を
発生するためのエネルギー発生手段と、前記気泡発生領
域に前記可動分離膜を介して対面した吐出口方向に自由
端を具備する可動部材とを有する液体吐出ヘッドであっ
て、前記可動分離膜と前記可動部材は、気泡の収縮時に
離間する構造とすることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項８】前記可動部材の自由端をメニスカスに接
触するまで吐出口に近接して設けることを特徴とする請
求項７記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】前記可動部材の自由端を前記エネルギー
発生手段である発熱体の吐出口側端直上より上流側に設
けることを特徴とする請求項７記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】前記可動部材に、前記可動分離膜と前
記可動部材の間に侵入させる液体の液体侵入促進構造を
設けることを特徴とする請求項７、８または９記載の液
体吐出ヘッド。
【請求項１１】前記液体侵入促進構造は可動部材に設
けた供給開口であることを特徴とする請求項１０記載の
液体吐出ヘッド。
【請求項１２】前記液体侵入促進構造は前記可動部材
と前記可動分離膜の密着を防止する密着防止構造である
ことを特徴とする請求項１０記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】前記密着防止構造は可動部材の可動分
離膜と接する領域に設けた凸状ポイントであることを特
徴とする請求項１２記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１４】前記密着防止構造は可動部材の可動分
離膜側に設けた液流入溝であることを特徴とする請求項
１２記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１５】前記可動部材が第１の液流路中に傾斜
状態で保持されていることを特徴とする請求項７〜１４
のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１６】前記液体吐出ヘッドが可動分離膜と吐
出口とが対向するタイプの液体吐出ヘッドであることを
特徴とする請求項７〜１５のいずれか１項に記載の液体
吐出ヘッド。