KR100350862B1 - 액체토출방법및액체토출헤드 - Google Patents

Abstract

안정적인 액체 토출을 발생시킴과 동시에 기포의 소멸 중에 가동 분리막의 진동을 억제시킴으로써 액체의 공급을 용이하게 하는 액체 토출 방법 및 액체 토출 헤드가 제공된다. 액체 토출 방법은, 액체를 토출시키는 토출 포트와 연통하는 제1 액유로와 발열체의 사용에 의해 액체 내에 기포를 발생시키는 기포 발생 영역이 구비된 제2 액유로를 분리시키는 가동 분리막을 사용하고, 가동 분리막을 가로질러 기포 발생 영역과 대향하며 액체 토출의 방향으로 자유단이 있는 가동 부재를 배치하여, 기포의 수축 중에 가동 분리막과 가동 부재 사이를 분리시키고 가동 분리막과 가동 부재 사이에 액체 침입을 유발하는 것을 포함한다.

Description

액체 토출 방법 및 액체 토출 헤드 {METHOD FOR DISCHARGE OF LIQUID DISCHARGE HEAD}

본 발명은 열 에너지에 의해 기포를 발생시키도록 된 액체 토출 방법 및 액체 토출 헤드에 관한 것으로, 특히 기포 발생의 결과로서 자체의 변위를 수행할 수 있는 가동 분리막을 사용하는 액체 토출 방법 및 액체 토출 헤드에 관한 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어 "기록"은 의미가 있는 문자 및 그림 등의 화상을기록 매체에 부여하는 동작만을 의미할 뿐만 아니라 무의미한 패턴 등의 그림을 기록 매체에 부여하는 동작도 의미한다.

예를 들어 잉크에 열 에너지를 가함으로써 급격한 용적 변화에 의해 얻어진 잉크의 상태 변화(기포 발생)를 이루어서 이러한 상태 변화에 기인한 작동력이 잉크를 토출 포트를 통해서 토출시키고 토출된 잉크가 기록 매체에 부착되도록 구성된, 기록 매체 상에 화상을 형성하는 잉크 제트 기록 방법의 변형으로서의 소위 버블 제트 기록 매체는 당해 기술 분야에 공지되어 있다. 일본 특허 공보 소61-59911 및 일본 특허 공보 소61-59914에 개시된 것처럼 버블 제트 기록법을 사용하는 기록 장치는 잉크의 토출을 허용하기 위한 토출 포트와, 토출 포트에 연통하는 잉크 액유로와, 잉크 액유로 내에 배치되고 잉크의 토출을 수행하기 위한 에너지 발생 수단으로서 구성된 발열체(전기-열 변환 소자)를 포함한다.

상기에 설명한 기록 방법은, 높은 품질의 화상을 낮은 소음으로 고속 기록할 수 있으며 이 기록 방법을 사용하는 헤드는 잉크의 토출을 위한 토출 포트를 높은 밀도로 배치될 수 있게 해주기 때문에, 소형 장치를 사용하여 화상을 용이하게 기록하고 높은 해상도의 칼라 화상을 용이하게 기록하는 등의 많은 우수한 특징을 갖는다. 따라서, 버블 제트 기록 방법은 최근에 프린터, 복사기 및 팩시밀리 장치 등의 다양한 사무용 기기에 사용되고 있다. 그러나, 현재는 프린팅 장치 등과 같은 산업 장치에서의 용도를 찾으려고 하고 있다.

종래의 버블 제트 기록 방법에서는 잉크에 접촉 상태로 유지된 발열체가 잉크에 열을 반복적으로 인가하기 때문에, 잉크를 마르게 하여 발열체 상에 마른 잉크 퇴적물이 형성될 가능성이 있다. 토출시키고자 하는 액체가 열에 의해 악화되거나 액체가 충분히 기포를 형성하기가 쉽지 않으면, 상술한 발열체로 직접 가열하여 기포를 형성하는 것에 의해서는 완벽한 액체 토출을 수행하지 못할 때도 있게 된다.

본 출원인은 일본 특허 공개 공보 소55-81172에서 기포 발생액과 토출액을 분리하도록 구성된 가요성 막으로 된 매체를 통해서 액체에 인가된 열 에너지로 기포 발생액에 기포를 형성함으로써 토출액의 토출을 수행하는 방법을 제안한 바 있다. 이 방법은 가요성 막과 기포 발생액이 노즐 부분에 배치되도록 구성되어 있다. 이와 달리, 헤드의 전체에 걸쳐 헤드를 상부 및 하부 부분으로 분리할 수 있는 넓은 막을 사용하는 구성이 일본 특허 공개 공보 소59-26270에 개시되어 있다. 이러한 넓은 막은 액체 액유로가 두 개의 판 부재들 사이에 개재될 수 있게 하여 두 개의 판 부재에 의해 액체가 서로 섞이는 것을 방지하려는 것이다.

기포 발생액 자체의 특성인 기포 형성 특성을 고려한 착안인, 토출액보다 낮은 비등점을 갖는 액체를 사용하는 일본 특허 공개 공보 평5-229122에 개시된 발명과 기포 발생액으로서 도전성 액체를 사용하는 일본 특허 공개 공보 평4-329148에 개시된 발명이 당해 기술 분야에 공지되어 있다.

분리막을 사용함으로써 액체를 토출하는 종래의 방법은 기포 발생액과 토출액을 분리하는 것만을 위한 구조로 되거나 기포 발생액 자체를 개선하는 것만을 위한 구성을 취하기 때문에 실시 가능한 수준에 도달하지 못하였다.

본 발명자들은 토출되는 액적에 중점을 두고 분리기를 이용한 액적의 토출에대한 연구를 수행했으며, 열 에너지로 기포를 형성함으로써 액체를 토출하는 것이 분리막의 노화를 통해서 나빠진 효율을 가져서 아직 실행하기 어렵다는 결론에 도달했다.

따라서, 본 발명자들은 분리막에 의한 분리 기능 효과를 이용하는 반면에 높은 수준으로 액체 토출을 증진할 수 있는 액체 토출 방법 및 액체 토출 장치의 연구를 시작하게 되었다. 본 발명은 이러한 연구 과정에서 액적의 토출 효율을 개선하고 토출될 액적의 용량 및 토출 속도를 안정되게 증진시킬 수 있는 액체 토출 방법 및 장치를 마련하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 토출액에 사용되고 토출 포트에 연통하도록 구성된 제1 액유로와, 기포 발생액을 공급 또는 이송하고 기포 발생 영역을 둘러싸도록 구성된 제2 액유로와, 제1 및 제2 액유로를 분리하기 위한 가동 분리막을 포함하는 액체 토출 헤드에 관한 것이며, 이들 특징은 토출 효율을 개선시킬 수 있다.

본 발명자들은 특히 일본 특허 공개 공보 평5-229122에 개시된 액체 토출 헤드와 관련하여, 기포 발생 영역으로서 기능하도록 된 작은 빈 공간이 토출액의 유동 방향에 대하여 토출 포트의 상류측에 배치되고, 기포 발생 영역 자체가 발열체와 동일한 폭 및 길이를 겨우 갖고, 기포 발생 영역이 기포를 방출할 때 가요성 막이 토출액의 토출 방향에 대해서 수직 방향으로만의 기포 발생에 의해 변위되고, 액체 토출 헤드가 충분치 않은 토출 속도를 일으키는 것과 비효율적인 토출 운동을 수행하는 등의 문제를 갖는다는 것을 알게 되었다. 본 발명자들은 이러한 문제들의 원인으로서 동일한 기포 발생액이 폐쇄된 작은 빈 공간을 반복적으로 항상 사용하는 데에 문제가 있다는 것을 알았으며, 본 발명에 의해 효율적인 토출 운동을 이룰 수 있다는 결론에 도달하게 되었다.

본 발명은 종래 기술에서 직면하던 상기 문제점들을 개선하려는 것이다. 본 발명의 제1 목적은 가동 분리막에 의해 토출액과 기포 발생액을 실질적으로 분리하고 양호하게는 완전하게 분리하는 구조에서 기포의 압력에 의해 발생된 힘이 가동 분리막을 변형시켜서 상기 압력을 토출액에 전달하면서 압력이 상류측으로 방출되는 것을 방지하고 압력을 토출 포트의 방향으로 안내하고 토출 효율을 낮추지 않으면서 높은 토출력을 제공하는 액체 토출 방법 및 액체 토출 헤드를 마련하는 것이다. 본 발명의 제2 목적은 상기 구조에 기인하여 발열체 상에 퇴적되는 퇴적물의 양을 감소시키고 토출액에 열 효과를 끼치지 않으면서 액체의 효율적인 토출을 허용하는 액체 토출 방법 및 액체 토출 헤드를 마련하는 것이다. 본 발명의 제3 목적은 토출액의 점도 또는 재료의 조성과는 무관하게 폭넓은 선택 자유도를 갖는 액체 토출 방법 및 액체 토출 헤드를 마련하는 것이다.

특히, 본 발명의 주된 목적은 상기에 설명한 목적을 충족시키는 외에도 기포의 소멸 중에 가동 분리막의 진동을 억제하고 안정된 토출을 수행하고 액체의 공급을 촉진하고 보충 특성을 개선할 수 있는 액체 토출 방법 및 액체 토출 헤드를 마련하는 것이다.

도1a, 도1b, 도1c, 도1d 및 도1e는 본 발명에 적용할 수 있는 액체 토출 방법의 제1 예의 설명을 돕기 위하여 도시한 액유로 방향의 단면도.

도2a, 도2b, 도2c, 도2d 및 도2e는 본 발명에 적용할 수 있는 액체 토출 방법의 제2 예의 설명을 돕기 위하여 도시한 액유로 방향의 단면도.

도3a, 도3b 및 도3c는 본 발명에 적용할 수 있는 액체 토출 방법에서 가동 분리막의 변위 과정의 설명을 돕기 위하여 도시한 액유로 방향의 단면도.

도4a, 도4b, 도4c, 도4d 및 도4e는 본 발명의 액체 토출 헤드의 실시예 1을 설명하기 위하여 액유로 방향을 도시한 단면 모델 다이아그램.

도5a, 도5b, 도5c, 도5d 및 도5e는 본 발명의 액체 토출 헤드의 실시예 2를 설명하기 위하여 액유로 방향을 도시한 단면 모델 다이아그램.

도6a, 도6b, 도6c, 도6d 및 도6e는 본 발명의 액체 토출 헤드의 실시예 3을 설명하기 위하여 액유로 방향을 도시한 단면 모델 다이아그램.

도7a, 도7b, 도7c, 도7d 및 도7e는 본 발명의 액체 토출 헤드의 실시예 4를 설명하기 위하여 액유로 방향을 도시한 단면 모델 다이아그램.

도8a, 도8b, 도8c, 도8d 및 도8e는 본 발명의 액체 토출 헤드의 실시예 5를설명하기 위하여 액유로 방향을 도시한 단면 모델 다이아그램.

도9a, 도9b, 도9c, 도9d 및 도9e는 본 발명의 액체 토출 헤드의 실시예 6을 설명하기 위하여 액유로 방향을 도시한 단면 모델 다이아그램.

도10은 본 발명의 액체 토출 헤드의 실시예 7을 설명하기 위하여 액유로 방향을 도시한 단면 모델 다이아그램.

도11a, 도11b, 도11c, 도11d 및 도11e는 본 발명의 액체 토출 헤드의 실시예 8을 설명하기 위하여 액유로 방향을 도시한 단면 모델 다이아그램.

도12a, 도12b, 도12c 및 도12d는 본 발명의 액체 토출 헤드의 실시예 9를 설명하기 위하여 액유로 방향을 도시한 단면 모델 다이아그램.

도13a 및 도13b는 본 발명의 액체 토출 헤드 구성의 일 실시예를 도시한 종단면도로서, 도13a는 보호막이 있는 헤드를 도시한 다이아그램, 도13b는 보호막이 없는 않은 헤드를 도시한 다이아그램.

도14는 도12a 내지 도12d에 도시된 발열체에 인가되는 전압 파형을 도시한 다이아그램.

도15는 본 발명의 액체 토출 헤드 구성의 일 실시예를 도시한 모델 다이아그램.

도16은 본 발명의 액체 토출 헤드 구성의 일 실시예를 도시한 분해 사시도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

2, 12, 22 : 발열체

3, 13, 23 : 제1 액유로

4, 14, 24 : 제2 액유로

5, 15, 25 : 가동 분리막

11 : 토출 포트

26 : 가동 부재

27 : 지지점(支点)

28 : 자유단

30 : 기포 발생 영역

40 : 기포

50 : 홈 부재

141 : 메니스커스

142, 150 : 액체

145, 146 : 공급 개구

148 : 액 유입 홈

상기 목적을 달성하기 위해서 취하는 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 액체 토출 방법은, 액체를 토출하고 토출 포트에 연통하도록 구성된 제1 액유로와 상기 제1 액유로에서의 액체 유동에 대하여 상기 토출 포트의 상류측 상의 기포로 변위될 액체에서 기포를 발생시키기 위한 기포 발생 영역이 있는 제2 액유로를 실질적으로 분리된 상태로 항상 유지하는 가동 분리막에 의해 액체 토출을 수행하는 공정을 포함하며, 이 방법은 규제 부재에 의한 기포의 팽창, 수축에 반응하여 액체 메니스커스가 가동 분리막의 변위에 대하여 후퇴되는 것을 억제하는 것을 특징으로 한다.

이 방법은 가동 분리막과 이 가동 분리막의 변위 영역에 접촉 상태로 유지된 규제 부재 사이에 액체를 개재하는 공정을 메니스커스의 후퇴 공정 시에 사용하는 것을 특징으로 하며, 상기 규제 부재는 상기 분리막과 규제 부재가 서로 적어도 부분적으로 분리된 상태에 있는 동안에 변위를 억제하기 위해 토출 포트측 상에 자유단을 갖고 있다.

또한, 상기 방법은 가동 분리막과 가동 부재, 즉 상기 규제 부재를 기포의 수축 중에 분리시킴으로써 이들 사이의 액체의 침입이 일어나고 이들을 초기 위치로 복귀시킬 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방법은 가동 부재에 마련된 액체 침입 촉진 구조에 의해 가동 분리막과 가동 부재 사이에 액체의 침입이 일어나도록 하는 것을 특징으로 한다.

특히 본 발명의 특징 중 하나인 변위 공정을 수행하기 위한 장치로서는 다음에 설명할 구조를 사용한다. 본 발명의 기술 개념에 포함되고 변위 공정을 수행할 수 있는 다른 구조들도 본 발명에 포함된다.

여기서 사용하게 될 "규제 부재"란 용어는 (예를 들어, 탄성 계수의 분포 및 변형성 연장부와 비변형성 부분 등의 조합과 같은) 가동 분리막 자체의 구조, 또는 가동 분리막 상에 작용하도록 구성된 추가의 부재 또는 제1 액유로의 구조, 또는 이들의 다양한 조합 구조를 포함한다.

본 발명에 따른 액체 토출 헤드는 액체를 토출하도록 그리고 토출 포트에 연통하도록 구성된 제1 액유로와, 액체에서 기포를 발생시키기 위한 기포 발생 영역이 있는 제2 액유로와, 제1 및 제2 액유로 사이의 실질적인 분리를 수행하는 가동 분리 부재를 포함하며, 제1 액유로 내에서의 액체의 유동에 대하여 토출 포트의 상류측에서 기포로 가동 분리막을 변위시킴으로써 액체의 토출을 수행하도록 작동하고, 여기서 액체 토출 헤드는 기포의 성장 및 수축에 반응하여 가동 분리막의 변위에 대한 액체 메니스커스의 후퇴를 억제하기 위한 규제 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

액체 토출 헤드는, 상기 가동 분리막의 변위 영역에 접촉 상태로 유지되고 자체의 변위를 억제하기 위하여 토출 포트측 상에 자유단을 갖는 규제 부재와, 메니스커스의 후퇴에 따라 가동 분리막과 규제 부재의 상대 이동량을 억제하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액체 토출 헤드는, 액체에 기포를 발생시키기 위한 기포 발생 영역과 액체를 토출하기 위한 토출 포트에 연통하는 액체 토출 포트를 실질적으로 분리하는 가동 분리막과, 상기 기포 발생 영역에 기포를 발생시키기 위한 에너지 발생 수단과, 가동 분리막의 매체를 통해서 기포 발생 영역에 대향된 토출 포트방향으로 자유단이 있는 가동 부재를 포함하며, 상기 액체 토출 헤드는 기포의 수축 중에 가동 분리막과 가동 부재가 서로 분리되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 가동 부재의 자유단이 메니스커스에 접촉할 때까지 토출 포트에 거의 근접하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 상기 가동 부재의 자유단이 발열체, 즉 에너지 발생 수단의 토출 포트측 단부 바로 위에 있는 지점의 상류측에 마련된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 가동 분리막과 가동 부재 사이에서의 액체 침입을 위한 액체 침입 촉진 구조가 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 액체 침입 촉진 구조가 가동 부재에 마련된 공급 개구인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 액체 침입 촉진 구조가 가동 부재와 가동 분리막이 서로 밀착되는 것을 방지하기 위한 밀착 방지 구조인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드에서 밀착 방지 구조는 가동 부재가 가동 분리막에 접촉하는 영역에 마련된 볼록 지점인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 밀착 방지 구조가 가동 부재의 가동 분리막 측에 마련된 액 유입 홈인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 가동 부재가 제1 액유로에서 경사진 상태로 유지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드에서 기포 발생을 위하여 열을 방출하는 발열체는기포 발생 영역이 가동 부재에 대향하게 되는 위치에 마련된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 기포 발생 영역에 발생된 기포의 하류부가 상기 발열체 영역의 중심으로부터 하류측에 발생되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 상기 가동 부재가 발열체 영역의 중심으로부터 토출 포트측에 위치한 자유단을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 상기 가동 부재가 판 형상을 취하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 가동 분리막이 수지로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 제1 액유로에 공급될 액체를 저장하는 제1 공통 액실과 제2 액유로에 공급될 액체를 저장하는 제2 공통 액실을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 제1 액유로에 공급될 액체 및 제2 액유로에 공급될 액체가 상이한 액체인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 제2 액유로에 공급될 액체가 제1 액유로에 공급될 액체보다 적어도 한가지 특성, 즉 낮은 점도, 기포 발생 특성 및 열 안정성에서 우수한 것을 특징으로 한다.

본 발명이 상기에 설명한 것처럼 구성되어 있기 때문에, 기포 발생 영역에 배치된 가동 분리막은 기포의 발생에 의해 생성된 압력에 의해 팽창되고, 가동 분리막에 배치된 가동 부재는 제1 액유로측으로 변위하고, 가동 분리막은 상기 압력에 의해 제1 액유로측의 토출 포트 방향으로 팽창된다. 그 결과, 액체가 토출 포트를 통해서 높은 토출력으로 효과적으로 토출된다.

가동 분리막이 기포의 수축으로부터 발생된 압력에 반응하여 가동 부재보다는 더욱 신속하게 초기 위치로 복귀하도록 연장되어 있기 때문에, 압력이 작동 방향으로 제어되고, 제1 액유로가 토출액으로 보충되는 속도가 높아지고, 메니스커스의 후퇴가 제어된다. 따라서, 인쇄가 고속으로 수행되더라도 액체의 토출은 안정되게 얻어진다.

또한, 기포의 소멸 중에 액체 자체가 가동 부재와 가동 분리막 사이에 침입되기 때문에, 가동 부재와 기동 분리막이 이들의 초기 위치로 복귀하는 동안에 발생되는 진동은 삽입된 액체의 감쇠 효과에 의해 점점 감소된다. 액체의 침입을 일으키는 구조가 상류측에 배치되면 액체의 공급이 촉진되고 보충 특성이 개선된다.

본 발명을 실시하는 모드들에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

<발명에 적용할 수 있는 실시예>

먼저, 본 발명의 실시예에 적용할 수 있는 두 가지 실시예에 대하여 설명한다.

도1a 내지 도1e부터 도3a 내지 도3c는 본 발명에 적용할 수 있는 액체 토출 방법의 실시예들을 설명하기 위한 다이아그램들이다. 토출 포트는 제1 액유로의 단부 영역에 배치된다. (제1 액유로의 토출액의 유동 방향에 대한) 토출 포트의 상류측에서는 발생된 기포에 따라 변위될 수 있는 가동 분리막의 변위 영역이 성장한다. 제2 액유로는 기포 발생액을 저장하도록 구성되거나, (보충을 허용하거나기포 발생액의 이동을 허용하도록 구성된) 기포 발생액으로 충전되고, 기포 발생 영역을 구비하고 있다.

이 실시예에서, 기포 발생 영역은 상기 토출액의 유동 방향에 대하여 토출측으로부터 상류 영역에 위치한다. 또한, 분리막은 기포 발생 영역을 형성하는 전기-열 변환 요소보다 긴 길이를 가질 수 있도록 허용되고 따라서 가동 영역을 갖게 된다. 고정부(도시 생략)는 전기-열 변환 요소의 상류측 단부와 상기 유동 방향에 대한 제1 액유로의 공통 액실 사이에 마련되고, 바람직하게는 상기 상류측 단부에 마련된다. 따라서, 분리막의 실질적인 이동이 허용되는 범위는 도1a 내지 도1e부터 도3a 내지 도3c에 도시된 내용으로부터 알 수 있다.

상기 다이아그램들에 도시된 가동 분리막의 상태는 가동 분리막 자체의 탄성 및 두께 또는 다른 추가의 구조로부터 유도되는 인자 등의 모든 요소를 나타낸다.

<제1예>

도1a 내지 도1e는 본 발명에 적용할 수 있는 액체 토출 방법의 제1 예를 설명하기 위하여 도시된 유동 방향의 단면들을 포함한다 (여기서 본 발명에 의해 수행되는 변위 공정은 액체 토출 공정의 절반 정도에서 개시된다).

도1a 내지 도1e에 도시된 것처럼 토출 포트(11)에 직접 연통하는 제1 액유로(3)는 공통 액실(143)로부터 공급되는 제1 액체로 충전되고, 기포 발생 영역(7)에 마련된 제2 액유로(4)는 발열체(2)에 의해 주어진 열 에너지에의 노출로 기포 형성되는 기포 발생액으로 충전된다. 제1 액유로(3) 및 제2 액유로(4)를 서로 분리하는 가동 분리막(5)은 제1 액유로(3)와 제2 액유로(4) 사이에 배치된다.가동 분리막(5) 및 개구판(9)은 서로 밀착 고정되고, 이들은 두 개의 액유로에 있는 액체가 서로 섞이지 않게 해준다.

가동 분리막(5)은 방향 특성을 갖지 않지만 기포 발생 영역(7)에서 발생된 기포에 의해 변위되기는 한다. 또한, 변위 자유도가 큰 공통 액실측으로 변위가 진행하는 경우가 있다.

가동 분리막(5)의 이러한 이동에 착안한 본 예는 가동 분리막(5) 자체에 직접 또는 간접적으로 작용하는 변위의 방향을 제어하기 위한 수단을 제공하는 것을 고려하고 있다. 이 장치는 기포에 의해 가동 분리막(5)에 생성된 변위(이동, 팽창 및 연장 등)를 토출 포트 방향으로 진행시키도록 구성되어 있다.

도1a에 도시된 초기 상태에서, 제1 액유로(3)의 액체는 모세관력에 의해 토출 포트(11)에 가까이 빨아 당겨진다. 이 실시예에서, 토출 포트(11)는 발열체(2)가 제1 액유로(3)로 돌출되도록 된 영역에 대하여 제1 액유로(3)의 액체 유동 방향에 대하여 하류측에 위치한다.

현재 상태에서, 열 에너지가 발열체(2)에 인가되면(현재 모드에서 가열 저항체 치수 40 ㎛ × 105 ㎛), 발열체(2)는 신속하게 가열되고 제2 액체에 접촉하는 기포 발생 영역(7)의 표면이 제2 액체를 열에 의해 기포로 만든다(도1b). 이렇게 가열에 의해 생성되는 기포(6)는 미국 특허 제4,723,129호에 개시된 것처럼 막비등 현상에 기초한다. 이렇게 발생하는 기포는 동시에 발열체의 표면 전체에 걸쳐 극도의 고압을 수반한다. 이 때에 발생된 압력은 제2 액유로(4)의 제2 액체를 통해서 압력파의 형태로 전파되고 가동 분리막(5) 상에 작용하며, 그 결과 가동분리막(5)이 변위되고 제1 액유로(3)의 제1 액체의 토출이 개시된다.

발열체(2)의 표면 전체에 생성된 기포(6)가 빠르게 성장하면서, 이는 막 형상을 취한다(도1c). 발생 초기에 고압에 의한 기포의 팽창이 가동 분리막(5)의 변위를 더욱 더하여, 결과적으로 토출 포트(11)를 통한 제1 액유로(3) 내의 제1 액체의 토출을 촉진한다.

기포(6)가 더욱 성장하면, 가동 분리막(5)의 체적 변위가 커진다(도1d). 도1d에 도시한 상태가 발생될 때까지, 가동 분리막(5)은 그 상류측 부분(5A)의 변위와 그 하류측 부분(5B)의 변위가 발열체(2)에 대향한 가동 분리막(5)의 영역의 중앙부(5C)에 대해 거의 같아지도록 신장을 계속한다.

그 후, 기포(6)가 더욱 성장하면, 기포(6)와 변위를 계속하는 가동 분리막(5)은 하류측 부분(5B) 상에서보다 상류측 부분(5A)에서 토출 포트 방향으로 심하게 변위하게 되어 제1 액유로(3) 내의 제1 유체가 토출 포트(11) 방향으로 직접 이동된다(도1e).

상술한 바와 같이 액체의 토출 포트의 방향의 직접적 운동을 허용하도록 하류측 상의 토출 방향으로 가동 분리막(5)의 변위를 수행하는 공정을 개입시켰기 때문에 토출 효율은 더욱 개선된다. 상류측을 향한 액체의 운동이 상대적으로 감소된다는 사실로 인해, 노즐 내의 (상류측으로부터 보충된) 액체의 보충시, 특히 가동 분리막(5)의 변위 영역에서 만족스런 효과를 가져오게 된다.

가동 분리막(5) 자체가 토출 포트 방향으로 변위되어 도1d 및 도1e에 각각 다이아그램으로 도시한 바와 같이 도1d의 상태로부터 도1e의 상태로 변경할 수 있게 되면, 상술한 토출 효과와 보충 효과가 더욱 개선될 수 있고, 동시에, 제1 액유로(3) 내의 발열체(2)의 돌출 영역에서 제1 액체의 부분의 이동을 유도함으로써 토출량이 향상된다.

<제2예>

도2a 내지 도2e는 본 발명에 적용되는 액체 토출 방법의 제2예의 설명을 돕기 위해 도시한 액유로 방향의 단면도이다(이 도면들에서 본 발명에 의해 수행되는 변위 공정은 초기 단계로부터 개시된다).

본 예의 구조는 상술한 제1예와 근본적으로 동일하다. 토출 포트(11)와 직접 연통되는 제1 액유로(13)는 제1 공통 액실(143)로부터 공급된 제1 액체로 충전되고 기포 발생 영역(17)이 형성된 제2 액유로(14)에는 발열체(12)에 의해 공급된 열 에너지에 노출될 때 기포를 발생하는 기포 발생액으로 충전된다. 제1 액유로(13)와 제2 액유로(14)를 서로 분리하도록 된 가동 분리막(15)은 제1 액유로(13)와 제2 액유로(14) 사이에 개재된다. 가동 분리막(15)과 개구판(19)은 서로 견고하게 고정되어 있고 두 개의 액유로 내의 유체를 서로 섞이지 않게 한다.

도2a에 도시한 초기 상태에서는 도1a와 마찬가지로 제1 액유로(13) 내의 유체가 모세관력에 의해 토출 포트(11)에 가깝게 끌어 당겨진다. 본 예에서, 토출 포트(11)는 발열체(12)가 제1 액유로(13)로 돌출된 영역에 대해 하류측에 배치되어 있다.

현재 상태에서, 열 에너지가 발열체(12)에 주어지게 되면(현재 모드에서는 가열 저항기의 크기는 40 ㎛ × 115 ㎛이다), 발열체(12)는 급격히 가열되고 제2액체에 접촉하는 기포 발생 영역(17)의 표면은 제2 액체가 열에 의해 기포를 발생시키도록 한다(도2b). 이렇게 가열에 의해 발생된 기포(16)는 미국 특허 제4,723,129호에 기술된 바와 같이 막비등 현상을 기초로 한 것이다. 이렇게 발생되는 기포는 동시에 발열체의 표면 전체를 통하여 극고압을 수반한다. 이 때 발생되는 압력은 제2 액유로(14) 내의 제2 액체를 통해 압력파 형태로 전파되어 가동 분리막(15) 상에 작용하게 되고 그 결과 가동 분리막(15)은 변위되고 제1 액유로(13) 내의 제1 액체 토출이 개시된다.

발열체(12)의 표면 전체에 발생된 기포(16)가 급속히 성장하게 되면 이들은 막 형태를 이루게 된다(도2c). 발생 초기 상태에서 극고압에 의해 기포가 팽창하면 가동 분리막(15)의 변위를 더욱 증가시키게 되고 결국, 토출 포트(11)를 통해 제1 액유로(13) 내의 제1 액체의 토출을 촉진시키게 된다. 이 때, 가동 분리막(15)은 도2c에 도시한 바와 같은 초기 단계로부터 상류측 부분(15A)보다 더 변위된 가동 영역의 하류측 부분(15B)을 갖는다. 따라서, 제1 액유로(13) 내의 제1 액체는 초기 단계서부터 높은 효율로 토출 포트(11)로 이동된다.

그 후 기포(16)가 더욱 성장하면 가동 분리막(15)의 변위와 기포의 성장이 도2c에 도시한 상태로 촉진되기 때문에 가동 분리막(15)의 변위는 비례적으로 확장된다(도2d). 특히, 가동 영역의 하류측 부분(15B)은 상류측 부분(15A)보다 토출 포트 방향으로 더욱 크게 변위되기 때문에, 제1 액유로(13) 내의 제1 액체는 토출 포트 방향으로 가속되면서 직접 이동하게 된다. 상류측 부분(15A)의 변위는 전체 공정에 비하면 작기 때문에, 상류측 방향으로의 액체의 이동은 저감된다.

따라서, 본 예에서 액체 토출 방법은 토출 효율, 특히 토출 속도를 개선할 수 있고, 또 노즐 내의 액체의 보충과 토출 액적의 체적을 만족스럽게 안정화시킬 수 있게 된다.

그 후 기포(16)가 더욱 성장하게 되면 가동 분리막(15)의 하류측 부분(15B)과 중앙 부분(15C)은 토출 포트 방향으로 더욱 변위 및 신장되게 되어 상술한 효과, 즉 토출 효율 및 토출 속도를 촉진하게 된다(도2e). 특히, 이 경우의 가동 분리막(15)의 형상은 단면상으로 뿐만 아니라 액유로의 폭방향으로 변위 및 신장량 면에서 확장되기 때문에, 제1 액유로(13) 내의 제1 액체를 이동시키는 작동 영역이 증대되고 토출 효율도 동반하여 향상된다. 이 때 가동 분리막(15)의 변위 형상은 사람의 코 형상과 비슷하며, 이를 노우즈형이라 부르기로 한다. 노우즈형은 S자 형상으로 되어 있으며, 도2e에 도시한 바와 같이 초기 상태에서 상류측에 배치된 지점(B)은 초기 상태에서 하류측에 배치된 지점(A)으로부터 하류측 상의 위치를 점유하는 형상으로, 그리고 도1e에 도시한 바와 같이 동등한 위치를 유지하는 형상으로 되어 있다.

<가동 분리막에 적용 가능한 변위의 예>

도3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 액체 토출 방법으로 가동 분리막의 변위의 공정 설명에 도움을 주기 위해 액유로 방향으로 도시한 단면도이다.

본 예의 구조는 가동 분리막의 운동 범위와 그 변위 변경에 관해 설명하려는 것이며, 기포, 제1 액유로 및 토출 포트에 관한 도시는 생략하였다. 기본 구조로서, 모든 관련 다이아그램은 발열체(22)의 돌출 영역에 가까워지는 제2 액유로(24)부분 자체가 기포 발생 영역을 구성하고, 제2 액유로(24)와 제1 액유로(23)가 가동 분리막(25)에 의해 거의 항상, 즉 초기 단계부터 변위중 내내 분리된다. 발열체(22)의 하류측 말단부(다이아그램의 선(H))를 경계선으로 하여 토출 포트는 하류측에 배치되고 제1 액체를 공급하는 부분은 상류측에 배치된다. 본 예 및 이후의 예에서 사용하는 "상류측", "하류측"이라는 용어는 가동 분리막의 가동 범위의 중앙부로부터 보아 관련 액유로 내의 액체의 유동 방향에 관련된 의미이다.

도3a에 도시한 구조를 이용하는 방법은 (1), (2), (3)의 순서로 순차적으로 초기 상태로부터 가동 분리막(25)을 하류측을 상류측보다 더 크게 변위시켜 가는 공정을 포함하며 토출 효율을 향상시키도록 작동하고 동시에 하류측 상의 변위가 토출 포트의 방향으로의 운동을 제1 액유로(23) 내의 제1 유체에 가할 수 있게 해주기 때문에 특히 토출 속도가 향상되는 것이다. 도3a의 구조에서, 전술한 가동 범위는 대체로 고정되어 있다.

도3b에 도시한 구조에 있어서, 가동 분리막(25)의 가동 범위는 가동 분리막(25)이 다이아그램의 (1), (2) 및 (3) 순서로 변위되어감에 따라 토출 포트를 향해 시프트되거나 확장된다. 상술한 가동 범위는 상류측이 고정된다. 가동 분리막(25)은 그 상류측보다 하류측에서 더 크게 변위되고 기포는 토출 포트의 방향으로 성장하기 때문에 토출 효율은 더욱 향상된다.

도3c에 도시한 구조에서, 가동 분리막(25)은 다이아그램에서 (1)로 도시한 초기 상태로부터 (2)로 도시한 상태로 변경되는 동안, 상류측과 하류측은 균일하게 변위되거나 상류측이 하류측보다 약간 많이 변위된다. 기포가 다이아그램의 (3)에서 (4)로 더욱 성장하면, 하류측은 상류측보다 더 많이 변위된다. 결국, 가동 영역의 상부 부분 내의 제1 액체는 토출 포트의 방향으로 이동될 수 있고, 토출 효율이 향상될 수 있는 동시에, 토출량이 증대된다.

또, 도3c의 (4)로 도시한 공정에서, 가동 분리막(25)의 소정 지점(U)은 초기 상태에서의 지점(U)보다 하류측에 배치된 지점(D)보다도 더 토출 포트쪽으로 변위되기 때문에, 토출 효율은 팽창 결과 토출 포트를 향해 밀려 나가는 부분에 의해 더욱 향상된다. 따라서 상술한 바와 같은 상태를 "노우즈형"으로 부르기로 한다.

상술한 바와 같은 공정에서 채택되는 액체 토출 방법은 본 발명에 적용할 수 있다. 도3a 내지 도3c에 도시한 부품은 항상 서로 독립적으로 기능하지는 않는다. 이런 부품을 채택하는 공정들도 마찬가지로 본 발명에 적용될 수 있다. 노우즈형의 형성에 관한 공정은 도3c에 도시한 구조로 제한되는 것은 아니다. 도3a와 도3b에 도시된 구조도 채택할 수 있는 것이다. 도3a 내지 도3c의 구조에 사용된 가동 분리막에 있어서, 팽창 가능성은 문제되지 않으며, 이완의 예비 전달이면 충분하다. 다이아그램에 나타나는 가동 분리막의 두께는 치수적 의미를 갖지는 않는다.

본 명세서에 사용된 "방향 제어 장치"라는 표현은 본 발명에서 특정한 "변위", 예를 들어 가동 분리막 자체의 구조나 특성으로부터 나오는 변위, 가동 분리막에 대해 기포 발생 장치의 동작이나 변위에 관한 것, 기포 발생 영역 부근에 의해 제공된 유체 저항에 관한 것, 가동 분리막 상에 직간접적으로 작용하는 것, 또는 가동 분리막의 변위나 신장을 제어하는 것 등의 모든 부재(수단) 중 적어도 하나에 적용된다. 따라서, 상술한 바와 같은 다수의(두 개 또는 그 이상의) 이같은방향 제어 장치를 채택한 실시예는 본 발명에 자연히 포함되는 것이다. 이하에 서술하는 예는 다수의 방향 제어 장치의 임의의 조합만을 제한적으로 의미하는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 이하의 예로 제한될 필요는 없는 것이다.

<실시예 1>

도4a 내지 도4e는 본 발명의 액체 토출 헤드의 실시예 1을 도시하는 액유로의 방향의 단면의 모델 다이아그램이며, 도4a는 액체 비토출 상태의 액체 토출 헤드를 나타내며 도4b, 도4c, 도4d 및 도4e는 도4a의 액체 비토출 상태에 들어가기 전의 액체 토출 공정을 상기 순서로 단계적으로 표시한 것이다.

본 발명의 액체 토출 헤드는 액체를 토출하는 토출 포트(11)와 연통하는 제1 액유로(3)와 기포(40) 발생용 기포 발생 영역(30)에 제공된 제2 액유로(4)를 실제적으로 분리하는 가동 분리막(5)과, 상기 기포 발생 영역(30) 내에 기포(40) 발생을 일으키는 발열체(2)와, 가동 분리막(5)을 가로질러 기포 발생 영역(30)에 대향하고 토출 포트 방향으로 자유단(28)이 있는 가동 부재(26)를 포함하며, 상기 가동 분리막(5)과 가동 부재(26)는 기포(40)의 수축 중에 격리되도록 되어 있다.

본 실시예에서, 가동 부재는 발열체(26)에 대향되며, 자유단(28)은 가동 분리막(5)을 가로질러 발열체(2)의 토출 포트측 말단의 인접 상부에 배치된다.

도4b를 참조하면, 발열체(2)가 기포 발생 영역(30)에 기포(40)를 발생하게 하면 가동 부재(26)는 상류측 상의 지지점(27)과 하류측 상의 자유단(28)을 가지고 있기 때문에 기포(40)는 가동 분리막(5)을 팽창시키고 자유단(28)을 크게 변위시킨다. 가동 분리막(5)은 가동 부재(26)의 변위 형태에 의해 조절되므로 토출 포트측으로 많이 팽창되기 때문에 토출 효율은 향상된다.

도4c는 기포(40)의 수축 소멸 과정을 도시한 것이다. 기포의 소멸에 의한 압력은 가동 분리막(5)을 기포(40)의 소멸 방향으로 즉시 견인하게 된다. 이 때, 가동 부재(26)는 가동 분리막(5)에 비해 강성이 강하므로 가동 부재(26)는 가동 분리막(5)보다 느리게 변위되고, 가동 분리막(5)과 가동 부재(26)는 서로 분리되어 액체(150)가 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된다. 이 액체(150)의 대부분은 가동 부재(26)의 자유단측으로부터 공급되기 때문에 메니스커스(141)를 많이 잡아당긴다. 특히, 다량의 액체 공급량을 필요로 하는 발열체(2) 부근의 영역의 메니스커스가 많이 견인된다.

도4d는 기포의 소멸 압력에 의해 초기 위치보다 발열체측으로 변위된 가동 분리막(5)이 초기 위치로 복귀되는 과정을 도시한 것이다. 발열체측으로 변위된 가동 분리막(5)은 초기 위치로 복귀할 때, 가동 분리막(5)의 탄력이 풍부한 경우에는 감쇠 진동 현상을 야기할 가능성이 있다. 이 진동은 메니스커스(141)를 흔들어서 차후 토출 상태를 불안정하게 할 가능성이 있다. 본 발명은 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된 액체(150)가 댐퍼나 쿠션 등으로 기능하도록 함으로써 가동 분리막(5)에 의해 발생된 스프링 진동이 더욱 신속히 감쇠될 수 있게 한다. 본 실시예에서, 가동 부재(26)의 자유단(28)은 가동 분리막(5)을 가로질러 발열체(2)의 토출 포트측 말단의 바로 상방에 배치되기 때문에, 댐퍼로서 기능하는 액체(150)는 가동 분리막(5)의 대부분을 덮어서 스프링 진동을 억제하는 두드러진 효과를 발휘한다. 결과적으로, 도4d의 상태로부터 도4e의 상태를 거쳐 도4a의 초기 상태로의 시프트는 신속히 처리될 수 있으며, 동시에, 가동 분리막(5)의 스프링 진동으로 인한 불안정한 토출 동작도 방지할 수 있게 된다.

<실시예 2>

도5a 내지 도5e는 가동 부재(26)의 자유단(28)을 토출 포트에 근접 배치함으로써 실시되는 실시예 1의 변형을 도시한 것이다.

도5b를 참조하면, 발열체(2)가 기포 발생 영역(30)에서 기포(40) 발생을 일으키면, 기포(40)는 가동 분리막(5)을 팽창시킨다. 가동 부재(26)는 하류측의 토출 포트(11)에 근접하여 배치된 자유단(28)과 상류측에 배치된 지지점(27)을 가지고 있기 때문에, 자유단(28)은 크게 변위될 수 있다. 가동 분리막(5)도 마찬가지로 가동 부재(26)의 변위 형태에 의해 조절되면서 토출 포트를 향해 크게 팽창하기 때문에 액체 토출 헤드의 토출 효율은 향상된다.

도5c는 기포(40)가 수축 소멸하는 과정을 도시한 것이다. 기포 소멸 압력 때문에, 가동 분리막(5)은 기포(40)의 소멸이 일어나는 방향으로 즉시 당겨지고, 가동 분리막(5)과 가동 부재(26)는 서로 분리되고 액체는 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된다. 이 액체의 대부분은 가동 부재(26)의 자유단측으로부터 공급되기 때문에 메니스커스(141)를 크게 잡아당긴다. 다량의 액체 공급량을 필요로 하는 발열체(2) 부근 영역 내의 메니스커스(141) 부분이 많이 끌리게 된다. 본 실시예의 경우에는 특히, 메니스커스(141)가 가동 부재(26)의 자유단(28) 부근과 접촉하기 때문에, 가동 부재(26)는 메니스커스를 상측과 하측으로 분리해서 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 액체를 가두고, 액체(142)가 독립된 상태로그 사이에 개재될 수 있게 한다.

도5d는 기포 소멸 압력에 의해 초기 위치보다 발열체측으로 변위된 가동 분리막(5)이 초기 위치로 복귀하는 과정을 도시한 것이다. 발열체측으로 변위된 가동 분리막(5)이 초기 위치로 복귀할 때, 가동 분리막(5)의 탄력이 풍부한 경우에 감쇠 진동이 발생하는 경우가 있다. 때로는, 이 진동은 메니스커스(141)를 흔들어서 차후 토출 상태를 불안정하게 한다. 본 실시예에서, 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된 액체(142)가 메니스커스를 형성하고 댐퍼 또는 쿠션으로서 기능하여 가동 분리막(5)이 진동 및 기타 유사 미세 운동을 일으키지 않도록 하기 때문에 가동 분리막(5)에 생성된 진동은 매우 높은 효율로 감쇠된다. 본 실시예에서, 가동 부재(26)의 자유단(28)은 가동 분리막(5)을 가로질러 발열체(2)의 토출 포트측 단부 인접 상방에 배치되기 때문에, 댐퍼 또는 쿠션으로 기능하는 액체(142)가 가동 분리막(5)의 대부분을 덮으므로, 스프링 진동을 억제하는 효과가 크다. 결국, 도5d에 도시한 상태로부터 도5e에 도시한 상태를 거쳐서 도5a에 도시한 초기 상태로의 시프트가 신속히 진행될 수 있고, 이와 동시에 가동 분리막(5)의 스프링 진동으로 인한 토출의 불안정한 작동이 방지될 수 있다.

<실시예 3>

도6a 내지 도6e는 실시예 1에 비해서 가동 부재(26)의 자유단(28)이 발열체(2)의 토출 포트측 말단보다 상류측에 배치된 변형례를 도시한 것이다.

도6b는 기포 발생 시의 상태를 도시한 것이다. 기포(40)는 가동 부재(26)가 없는 발열체(2) 지역의 중심으로부터 토출 포트의 방향으로 크게 성장한다. 결국,가동 분리막(5)은 토출 포트측으로 팽창될 수 있기 때문에 토출 효과는 향상된다.

도6c는 기포(40)의 수축 소멸 과정을 도시한 것이다. 기포 소멸 압력으로 인해, 가동 분리막(5)은 기포(40)가 소멸하는 방향으로 즉시 당겨지고, 가동 분리막(5)과 가동 부재(26)는 서로 분리되며, 액체(150)가 그 사이에 개재된다. 실제로, 대부분의 액체(150)는 가동 부재(26)의 자유단측으로부터 공급된다. 가동 부재(26)의 자유단(28)은 본 실시예에서 발열체(2)에 대향한 가동 분리막(5) 영역의 토출 포트측 말단으로부터 상류측에 있기 때문에, 가동 분리막(5)의 하향 변위를 위한 액체(150)의 공급은 상류측으로부터 충분히 실행되고 메니스커스(141)의 후퇴도 동시에 감소된다. 따라서, 보충 특성이 선행 실시예보다는 본 실시예에서 더욱 향상된다.

도6d는 기포 소멸 압력에 의해 초기 위치로부터 발열체측으로 변위된 가동 분리막(5)이 초기 위치로 복귀되는 과정을 도시한 것이다. 발열체측으로 변위된 가동 분리막(5)이 초기 위치로 복귀될 때, 가동 분리막(5)이 탄력이 풍부한 경우에 감쇠 진동을 일으킬 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 액체(150)가 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재하고 액체(150)가 댐퍼 또는 쿠션으로 기능하도록 되어 있기 때문에 가동 분리막(5)의 스프링 진동은 신속히 감쇠될 수 있고 도6d의 상태로부터 도6e의 상태를 거쳐 도6a의 초기 상태로 시프트할 수 있다. 이리하여, 불안정한 토출 작동이 방지될 수 있다.

<실시예 4>

도7a 내지 도7e는 가동 부재(26)의 지지점측에 형성된 액체 침입 촉진 구조를 구비하여 실시되는 실시예 1의 변형례를 도시한 것이다.

도7b를 참조하면, 발열체(2)가 기포 발생 영역(30) 내에 기포(40) 발생을 일으키면 기포(40)는 가동 분리막(5)을 팽창시킨다. 가동 부재(26)는 상류측에 배치된 지지점(27)과 하류측에 배치된 자유단(28)을 갖고 있기 때문에, 크게 변위되는 자유단(28)은 가동 분리막(5)이 가동 부재(26)의 변위된 형상에 맞추어 토출 포트측으로 크게 팽창되도록 한다. 따라서, 기포(40)가 토출 포트측으로 많이 유도되기 때문에 토출 효율은 향상된다.

도7c는 기포(40)의 수축 소멸 과정을 도시한 것이다. 기포 소멸 압력으로 인해, 가동 분리막(5)은 기포(40)의 소멸을 일으키는 방향으로 즉시 당겨지고 가동 분리막(5)과 가동 부재(26)는 서로 분리되고 액체(150)가 상기 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된다. 이 액체(150)도 가동 부재(26)의 지지점측에 마련된 액체 침입 촉진 구조를 형성하는 공급 개구(145, 146)로부터 공급되며, 가동 부재(26)의 자유단측으로부터의 액체 공급은 가동 부재(26)가 있기 때문에 억제된다. 결국, 메니스커스의 후퇴가 감소되므로 보충 특성이 향상된다.

도7d는 기포 소멸 압력에 의해 초기 위치로부터 발열체를 향해 변위된 가동 분리막(5)이 초기 위치로 복귀되는 과정을 도시한 것이다. 발열체측을 향해 변위되었던 가동 분리막(5)이 초기 위치로 복귀될 때 가동 분리막(5)의 탄력이 높은 경우에 불가피하게 감쇠 진동을 받게 된다. 그러나 본 실시예에서는, 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된 액체(150)가 댐퍼 또는 쿠션으로 기능하도록 되어 있기 때문에 가동 분리막(5)의 스프링 진동은 신속히 감쇠될 수 있다.결국, 도7d의 상태에서 도7e의 상태를 거쳐 도7A의 초기 상태로 시프트될 수 있고, 이와 동시에 가동 분리막(5)의 스프링 진동으로 인한 불안정한 토출 동작을 방지할 수 있다. 따라서, 고속, 고화질의 인쇄가 실현될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 메니스커스(141)의 후퇴를 억제하고, 보충 효과를 높이며, 가동 분리막의 진동을 감쇠시키는 효과를 향상시킬 수 있다.

<실시예 5>

도8a 내지 도8e는 가동 부재(26)의 지지점측에 형성된 액체 침입 촉진 구조가 구비되어 실시되는 실시예 2의 변형례를 도시한 것이다.

도8b를 참조하면, 발열체(2)가 기포 발생 영역(30) 내에 기포(40) 발생을 일으키면 기포는 가동 분리막(5)을 팽창시킨다. 그러나, 지지점(27)이 상류측에 배치되고 자유단(28)은 토출 포트 부근의 하류측에 배치되어 있으므로 가동 부재(26)의 자유단(28)은 많이 변위될 수 있다. 가동 분리막(5)은 가동 부재(26)의 변위 형상에 의해 제어되면서 토출 포트측으로 크게 팽창되기 때문에 토출 효율이 향상된다.

도8c는 기포(40)의 수축 소멸 과정을 도시한다. 기포 소멸 압력으로 인해, 가동 분리막(5)은 기포(40)의 소멸이 일어나는 방향으로 즉시 당겨지고, 가동 분리막(5)과 가동 부재(36)는 서로 분리되며 액체는 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된다. 메니스커스(141)는 이 액체의 대부분이 가동 부재(26)의 자유단측으로부터 공급되기 때문에 당겨진다. 특히, 본 실시예에서, 메니스커스(141)가 가동 부재(26)의 자유단(28) 부근과 접촉하므로, 가동 부재(26)는 메니스커스(141)를 상측 및 하측으로 분할하고, 가동 분리막(5)과 가동 부재(26)의 사이에 액체를 가두어, 액체(142)가 그 사이에 독립된 상태로 있을 수 있도록 한다.

본 실시예의 경우에 있어, 메니스커스(141)의 후퇴는 감소되고 보충 특성은 향상되는데, 그 이유는 가동 부재(16)의 지지점측 상에 배치되는 액체 침입 촉진 구조를 형성하는 공급 개구(145, 146)로부터도 액체 공급이 이루어지고 가동 부재(26)의 자유단측으로부터의 액체 공급은 가동 부재(26)의 존재에 의해 억제되기 때문이다.

도8d는 초기 위치로부터 발열체측을 향해 변위된 가동 분리막(5)이 기포 소멸 압력에 의해 초기 위치로 복귀하게 되는 과정을 나타내는 것이다. 발열체측을 향해 변위되었던 가동 분리막(5)이 가동 분리막(5)의 초기 위치로 복귀하는 것은 가동 분리막(5)의 탄성이 많은 경우에는 감쇠 진동을 야기시킬 수 있다. 때때로, 이와 같은 진동은 메니스커스(141)를 흔들게 되어 후속하는 토출 상태를 불안정하게 한다. 본 실시예에서는, 가동 분리막(5) 안에 발생된 진동은 아주 높은 효율로 감쇠되는데, 그 이유는 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된 액체(142)가 댐퍼 또는 쿠션의 기능을 하는 메니스커스를 형성하고 가동 분리막(5)이 진동 및 기타 이와 유사한 미세 운동을 일으키는 것을 방지하기 때문이다. 본 실시예에서, 가동 부재(26)의 자유단(28)은 가동 분리막(5)을 가로질러서 발열체(2)의 토출 포트측 말단 바로 위에 배치되기 때문에, 댐퍼 또는 쿠션으로 기능하는 액체(142)는 가동 분리막(5)의 대부분을 덮게 되고 이에 따라 스프링 진동을 억제시키는 데 있어 탁월한 효과를 나타낸다. 이 결과, 도8d의 상태로부터 도8e의 상태를 거쳐도8a의 초기 상태로 전이하는 것은 신속하게 진행되고, 이와 동시에 가동 분리막(5)의 스프링 진동으로 인한 불안정한 토출 운동이 억제된다.

<실시예 6>

도9a 내지 도9e는 가동 부재(26)와 가동 분리막(5) 사이의 접촉 영역에 배치된 가동 분리막(5)과 가동 부재가 밀착하는 것을 억제하는 역할을 하는 밀착 방지 구조를 마련함으로써 실행되는 실시예 1의 변형례를 나타내는 것이다. 이러한 구조는 동시에 액체 침입 촉진 구조로서의 기능을 발휘한다.

도9b를 참고하면, 발열체(2)가 기포 발생 영역(30)에서 기포(40)의 발생을 일으킬 때에, 기포(40)는 가동 분리막(5)을 팽창시킨다. 가동 부재(26)는 상류측에 배치된 지지점(27)과 하류측에 배치된 자유단(28)을 구비하므로, 크게 변위되는 자유단(28)은 가동 분리막(5)이 가동 부재(26)의 배치 형상과 일치하여 변위되게 하고 토출 포트를 향하여 크게 팽창되게 한다. 따라서, 토출 효율은 기포(40)가 토출 포트를 향하여 많이 안내되기 때문에 높아진다.

도9c는 기포(40)의 수축 소멸 과정을 나타내는 것이다. 가동 분리막(5)은 기포 소멸 압력으로 인해서 기포(40)의 소멸을 야기하는 방향으로 즉시 당겨진다. 이 때, 가동 분리막(5)과의 밀착을 방지하기 위한 구조를 형성하는 다수의 볼록 돌기(147)가 가동 분리막(5)과 접촉하는 가동 부재(26)의 영역에 배치되기 때문에, 가동 분리막(26)을 가동 부재로부터 분리시키는 것이 쉽게 이루어져서 액체(150)가 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된다. 이 결과, 가동 분리막(5)의 내구성이 향상되는데, 그 이유는 기포가 소멸하는 중에 압력이 변화하는 결과에 따라가동 분리막(5)에 의해 발생되는 변위 운동이 더 이상 억제되지 않기 때문이다.

도9d는 초기 위치로부터 발열체측을 향하여 변위된 가동 분리막(5)이 기포 소멸 압력에 의해 초기 위치로 복귀하는 과정을 나타내는 것이다. 발열체측을 향하여 변위된 가동 분리막이 초기 위치로 복귀하는 과정에서는 가동 분리막(5)의 탄성이 많은 경우에는 감쇠 진동의 발생을 필연적으로 겪게 된다. 그러나 본 실시예에서는, 가동 분리막(5)의 스프링 진동은 신속하게 감쇠되는데, 그 이유는 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된 액체(150)가 댐퍼 또는 쿠션의 기능을 할 수 있기 때문이다. 이 결과, 도9d의 상태로부터 도9e의 상태를 거쳐서 도9a의 초기 상태로의 전이가 이루어진다. 또한, 가동 분리막의 스프링 진동을 억제함으로써 불안정한 토출 운동이 억제된다. 따라서, 고화질의 화상을 고속으로 인쇄하는 것이 실현된다.

<실시예 7>

도10은 다수의 액체 유입 홈(148)을 가동 부재(26)의 가동 분리막측 상에 밀착 방지 구조로서 배치함으로써 실행되는 실시예 6의 변형례이다. 다수의 액체 유입 홈(148)은 가동 부재(26)의 선단부와 측단부로부터 안쪽으로 연장되게 형성된다. 이와 같은 종류의 구조로 인해, 가동 분리막(5)은 가동 부재(26)로부터 쉽게 분리되어 액체(150)가 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된다. 구조와 작동의 기타 다른 양태는 실시예 6과 유사하므로, 이하의 설명에서는 이들에 대한 설명을 생략한다. 상기한 바와 같이 가동 부재(26)에 대해 대향되게 배치된 전기 저항기로서의 발열체(2)에는 전류가 배선(34)으로부터 공급된다.

본 실시예의 액체 토출 헤드는 가동 분리막(5)이 부드러운 표면을 구비하는 경우에도 유효한 형상을 가지며, 가동 부재(26)의 리브와 엠보싱된 윤곽은 가동 분리막(5) 안에 완전히 매립된다.

<실시예 8>

도11a 내지 도11e는, 가동 분리막(5)의 팽창 결과에 따라 크게 변위되는 가동 부재(26)를 구비하는 실시예 1 내지 실시예 7과는 달리, 제1 액유로(3) 내에 경사진 상태로 유지되는 가동 부재(26)를 나타내는 것이다.

도11b를 참고하면, 발열체(2)가 기포 발생 영역(30)에 기포(40)를 발생시키면, 기포(40)는 가동 분리막(5)을 팽창시킨다. 가동 부재(26)의 자유단(28)은 제1 액유로(3) 안으로 지지점(27)으로부터 경사지게 유지되므로, 가동 분리막(5)은 가동 부재(26)의 경사 형상에 일치하도록 변위되고 배출 포트를 향해 크게 팽창된다. 이 결과, 기포(40)는 많은 양이 토출 포트를 향해서 안내되므로, 토출 효율이 높아진다.

도11c는 기포(40)의 수축 소멸 과정을 나타내는 것이다. 가동 분리막(5)은 기포 소멸 압력으로 인해서 기포(40)의 소멸을 야기하는 방향으로 즉시 당겨지고, 가동 분리막(5)과 가동 부재(26)는 서로 분리되고, 액체는 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된다. 이와 같은 액체의 많은 부분은 가동 부재(26)의 자유단측으로부터 공급되지만, 가동 부재(26)의 지지점측 상에 배치된 공급 개구(145, 146)로부터도 액체 공급이 이루어진다. 이 결과, 가동 분리막(5)의 내구성이 향상되는데, 그 이유는 가동 분리막(5)이 기포 소멸 중의 압력 변화 결과에 따른 변위운동을 더 이상 구속하지 않기 때문이다.

도11d를 참고하면, 발열체를 향해 변위되었던 가동 분리막(5)의 제위치로의 복귀는 필연적으로 감쇠 진동을 야기시킨다. 그러나 본 발명에 따르면, 가동 분리막의 스프링 진동은 신속하게 감쇠되는데, 그 이유는 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된 액체(150)가 댐퍼 또는 쿠션으로 기능할 수 있기 때문이다. 이 결과, 도11d의 상태에서 도11e의 상태를 거쳐 도11a의 초기 상태로 전이하는 것이 신속하게 이루어진다. 또한, 가동 분리막의 스프링 진동을 억제함으로써 불안정한 토출 운동이 억제된다. 따라서, 고화질 화상을 고속으로 인쇄하는 것이 실현된다.

<실시예 9>

앞에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 8은 발열체로부터 하류측 위치에 토출 포트를 구비하는 액체 토출 헤드에 관한 것이지만, 도12a 내지 도12d는 발열체와 대향된 위치에 토출 포트를 구비하는 측면분사형(side-shooter type) 액체 토출 헤드에 관한 것이다.

이하에서는, 이와 같은 헤드에 의해 발생되는 토출 작동을 실시예 1의 헤드의 작동과 대비하여 설명한다.

도12a에 도시된 액체 토출 헤드는, 장치 기판(1) 상에 배치된 발열체(2)가 기포 발생 영역(30) 내측에 유지되어 있는 액체를 가열하여 막이 가열되게 할 때에 제2 액유로(4)의 발열체(2) 근처의 기포 발생 영역(30)이 기포(40)를 발생시키도록 하는 구조를 갖는다.

이러한 기포 발생 영역은 토출 포트(11)와 연통하는 제1 액유로(3)로부터 가동 분리막(5)에 의해 실질적으로 분리된다. 이와 같은 구조에 의하면 제1 액유로(3)의 액체가 제2 액유로(4)의 액체와 결코 혼합되지 않는다. 제1 액유로(3)와 제2 액유로(4)의 액체는 사용 목적에 따라 같거나 혹은 다를 수 있다.

본 실시예에서는, 2개의 가동 부재(26)가 가동 분리막(5)을 매개로 토출 포트(11)의 중심축을 가로질러서 대칭되게 분리되고 기포 발생 영역(30)에 대향되게 배치되는데, 이와 함께 자유단(28)은 토출 포트를 향한다.

도12b를 참고하면, 발열체(2)가 기포 발생 영역(30)에 기포(40)를 발생시키면 기포(40)는 가동 분리막(5)을 팽창시킨다. 2개의 가동 부재(26)는 상류측에 배치된 지지점(27)과 하류측에 배치된 자유단(28)을 구비하므로, 2개의 자유단(28)이 크게 변위되고 가동 분리막(5) 또한 가동 부재(26)의 배치 형상과 일치하도록 변위되어 토출 포트를 향하여 크게 팽창된다. 이 결과, 많은 양의 기포(40)가 토출 포트를 향하여 안내되기 때문에 토출 효율이 높아진다.

도12c는 기포(40)의 수축 소멸 과정을 나타내는 것이다. 가동 분리막(5)은 기포 소멸 압력으로 인해서 기포(40)의 소멸을 야기하는 방향으로 즉시 당겨져서 2개의 가동 부재(26)로부터 분리되고, 액체는 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된다. 이와 같은 액체의 보다 많은 부분이 가동 부재(26)의 자유단측으로부터 공급되기 때문에 메니스커스(141)가 보다 많이 안으로 끌려들어온다.

도12d는 초기 위치로부터 발열체측을 향해 변위된 가동 분리막(5)이 기포 소멸 압력에 의해 초기 위치로 복귀하게 되는 과정을 나타내는 것이다. 발열체측을향해 변위되었던 가동 분리막(5)이 가동 분리막(5)의 초기 위치로 복귀하는 과정에서는 가동 분리막(5)이 탄력이 풍부한 경우에는 감쇠 진동을 필연적으로 겪게 된다. 그러나 본 실시예에서는, 가동 분리막(5)의 스프링 진동은 신속하게 감쇠되는데, 그 이유는 가동 분리막(5)과 가동 부재(26) 사이에 개재된 액체(150)가 댐퍼 또는 쿠션의 기능을 하기 때문이다. 이 결과, 도12d의 상태로부터 도12e의 상태를 거쳐 도12a의 초기 상태로 전이하는 것이 신속하게 이루어진다. 또한, 가동 분리막의 스프링 진동에 의한 불안정한 토출 운동이 억제된다. 따라서, 고화질의 화상을 고속으로 인쇄하는 것이 실현된다.

위에서 설명한 바와 같은 본 실시예는 메니스커스의 후퇴를 억제하는 효과를 높이므로, 보충 특성이 향상되고, 가동 분리 부재의 진동이 감쇠된다.

한편, 실시예 2 내지 실시예 8에서 설명한 구조도 본 실시예에 유사하게 적용될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 실시예의 구조는, 2가지 다른 액체를 토출액용과 기포 발생액용으로 사용하고 또한 기포 발생액의 기포 발생으로부터 야기되는 압력이 가동 분리막(5)에 작용하게 함으로써 토출액의 토출이 실행될 수 있게 한다. 따라서, 열에 노출됨에도 불구하고 충분히 기포가 발생되지 않으며 충분한 토출력을 발생시키지 못하는 폴리에틸렌 글리콜과 같은 고점성(high viscosity) 액체라도, 이와 같은 액체를 제1 액유로(3)로 공급하고 기포를 만족스럽게 발생시킬 수 있는 기포 발생액(에탄올과 물을 4:6으로 혼합한 1-2 cp)을 제2 액유로(4) 안으로 공급함으로써, 충분히 토출될 수가 있다.

열에 노출되었을 때에 발열체의 표면 상에 스코치(scorch) 형태의 퇴적물을 생성하지 않는 액체가 기포 발생액으로 선택되면, 기포 발생이 안정화되고 토출이 만족스럽게 실행된다.

또한, 본 발명의 헤드의 구조는 고점성 액체의 토출을 높은 토출 압력 하에서 고 토출 효율로 이루어지게 하는데, 그 이유는 앞에서 설명한 바와 같은 실시예에서 설명한 바와 같은 효과를 생성하기 때문이다.

열에 약한 액체의 경우에도, 열에 취약한 액체는 이러한 액체를 제1 액유로(3)로 토출액으로서 공급하고 열에 의해 쉽게 열화하지 않으며 기포 발생이 만족스럽게 이루어지는 액체를 제2 액유로(4) 안으로 공급함으로써, 열 손상없이 높은 토출 압력 하에서 고 토출 효율로 토출될 수 있다.

이하에서는 액체에 열을 가하는 발열체가 마련된 장치 기판(1)의 구조에 대해서 설명한다.

도13a 및 도13b는 본 발명의 액체 토출 헤드 구조의 예를 나타내는 종단면도로서, 도13a는 이하에서 상세하게 설명하는 보호막이 마련된 헤드를 도시하는 다이아그램이고, 도13b는 안티-캐비테이션 층(anti-cavitation layer)이 보호막으로서 마련되지 않은 헤드를 도시하는 다이아그램이다.

도13a 및 도13b에 도시된 바와 같이, 장치 기판(1) 상에는, 제2 액유로(4), 분리벽으로서 역할을 하도록 되어 있는 가동 분리막(5), 가동 부재(26), 제1 액유로(3) 및 제1 액유로(3)로서 기능하도록 되어 있는 홈이 마련되어 있는 홈 부재(50)가 마련된다.

장치 기판(1)에는, 열의 단열 및 저장을 제공하도록 한 산화 규소 막 또는 질화 규소 막(110e)이 일례로 규소로 이루어진 기부 본체(100f) 상에 형성되고, 일례로 알루미늄으로 이루어진 0.2 내지 1.0 ㎛ 두께의 2개의 배선 전극(110c)과 발열체를 형성하도록 의도된 일례로 붕화 하프늄(HfB₂), 질화 탄탈륨(TaN) 또는 탄탈륨 알루미늄(TaAl)으로 이루어진 0.01 내지 0.2 ㎛ 두께의 전기 저항 층(110d)이 패터닝(patterning) 가공에 의해 그 위에 중첩된다. 전기 저항 층(110d)은 2개의 배선 전극(110c)으로부터 전기 저항 층(110d)으로 전압을 가하고 이에 의해 전기 저항 층(110d)으로의 전류의 공급이 이루어지도록 함으로써 열이 방출되게 한다. 배선 전극(110c)들 사이에 개재된 전기 저항 층(110d) 상에는, 일례로 산화 규소 또는 질화 규소로 이루어진 0.1 내지 0.2 ㎛ 두께의 보호 층(110b)이 형성되고, 일례로 탄탈륨으로 이루어진 0.1 내지 0.6 ㎛ 두께의 안티-캐비테이션 층이 그 위에 중첩되어서 전기 저항 층(110d)을 잉크 등과 같은 여러 가지 액체로부터 보호한다.

일례로 탄탈륨(Ta)과 같은 금속성 재료는 안티-캐비테이션 층(110a)용으로 사용되는데, 그 이유는 기포의 발생과 소멸 중에 야기되는 압력 및 충격파가 아주 강해서 강성이며 취성을 갖는 산화막의 내구성을 심하게 떨어뜨리기 때문이다.

선택적으로, 토출 헤드는 액체와 액유로 배치와 저항 재료를 적절히 조합함으로써 보호 층으로서의 안티-캐비테이션 층을 제거하는 것과 같은 구조로 형성할 수 있다. 이러한 구성의 예는 도13b에 예시되어 있다.

일례로 이리듐-탄탈륨-알루미늄 합금을 보호 층용으로 사용되지 않는 전기저항 층용의 재료로 할 수 있다. 특히, 본 발명을 위해, 보호층을 없애는 것이 오히려 유리한데, 그 이유는 기포 발생액을 토출액으로부터 분리시킴으로서 기포 발생액이 기포 발생에 적합하게 되기 때문이다.

앞에서 설명한 바와 같은 형태의 실시예에서의 발열체(2)의 구조는 배선 전극(110c) 사이에 개재된 전기 저항 층(110d)(발열체)을 갖기만 하면 된다. 이와는 달리 그 구조 안에 전기 저항 층(110d)을 보호하기 위한 보호 층(110b)을 결합시킬 수도 있다.

본 실시예는 전기 신호에 응답하여 열을 방출할 수 있는 저항 층으로 이루어진 발열체를 발열체(2)로 채택한 것으로 예시되어 있다. 본 발명은 발열체(2)를 그와 같은 특정 구조로 제한하지 않고, 다만 토출액의 토출을 야기하는 데 필요한 기포 등이 기포 발생액 안에서 발생될 수만 있으면 된다. 발열체로는, 일례로, 레이저 비임과 같은 빛을 받으면 열을 방출하는 것과 같은 광열 변환 장치나 혹은 고주파를 받으면 열을 방출하는 발열체와 같은 것이 마련된 가열 장치를 채택할 수 있다.

발열체를 형성하는 전기 저항 층(110d)과 이 전기 저항 층(110d)으로 전기 신호를 공급하는 배선 전극(110c)으로 이루어진 전기열 변환 소자 외에도, 앞에서 설명한 바와 같은 소자 기판(1)은 반도체 제조 공정 중에 안에 일체로 결합된 전기 열 변환 소자들을 선택적으로 구동시키는 데 사용되는 기능성 소자, 일례로 트랜지스터, 다이오드, 래치, 시프트 저항기 등을 구비하도록 할 수 있다.

상기 장치 기판(1) 안에 마련된 발열체를 구동시킴으로써 액체의 토출이 이루어지도록 하기 위해, 배선 전극들 사이에 개재된 저항 층(110d)은 배선 전극(110c)을 거쳐서 전기 저항 층(110d)에 직사각형 펄스를 가하게 되면 신속하게 열을 발생시키게 된다.

도14는 도13a 및 도13b에 예시된 전기 저항 층의 형태의 발열체(2)에 인가되는 전압 파형을 나타내는 다이아그램이다.

앞에서 설명한 바와 같은 실시예의 헤드에 있어서, 발열체는 24 V의 전압, 7μsec의 펄스 폭, 150 ㎃의 전류 상태 하에서 전기 신호를 6 ㎑로 가해서 구동되도록 설정되고, 상기한 바와 같이 수행되는 작동의 결과에 따라 토출시키려는 액체로서의 잉크는 토출 포트를 통해 토출된다. 본 발명에서 신호를 구동시키기 위한 조건은 위와 같은 것에 한정되지는 않는다. 다만 구동 신호는 기포 발생액을 완전하게 기포를 발생시킬 수 있기만 하면 된다.

2개의 공통 액실을 갖는 액체 토출 헤드의 구조의 일례는 서로 다른 잉크가 완전히 분리되어서 공통 액실 안으로 도입되게 하므로, 비용이 절감되고, 이하에서 설명하는 바와 같은 구성 부품의 수를 줄일 수 있게 한다.

도15는 본 발명에 따른 액체 토출 헤드 구조의 일례를 나타내는 모델 다이아그램이다. 이 다이아그램에서, 도1a 내지 도1e부터 도13a 내지 도13b까지의 도면에 도시된 구성 부재들과 동일한 부재에는 동일한 도면 부호를 사용하였다. 이와 같은 구성 부재들에 대해서는 이하의 설명에서 생략한다.

도15에 도시된 액체 토출 헤드의 홈 부재(50)는, 대체로 개구판(51)과, 다수의 제1 액유로(3)를 형성하도록 하는 다수의 홈과, 다수의 제1 액유로(3)와 동시에연통하여 이 제1 액유로(3)에 액체(토출액)를 공급하도록 구성된 제1 공통 액실(48)을 형성하도록 되어 있는 오목부로 이루어진다.

다수의 제1 액유로(3)는 가동 분리막(5)을 홈 부재(50)의 하부측 부분에 결합시킴으로써 형성된다. 홈 부재(50)에는 홈 부재(50)의 상부 부분으로부터 제1 공통 액실(48) 안으로 연장되는 제1 액체 공급로(20)가 마련되고, 또한 홈 부재(50)의 상부 부분으로부터 가동 분리막(5)을 통해서 제2 공통 액실(49) 안으로 연장되는 제2 액체 공급로(21)도 마련된다.

가동 분리막(5) 상에는 가동 부재(26)가 기포 발생 영역(30)에 대향되게 배치되고, 이와 함께 그 가동 부재의 자유단(28)은 토출 포트의 방향으로 놓인다. 가동 부재의 자유단은 발열체(2)의 영역의 중심으로부터 토출 포트 쪽에 위치된다.

제1 액체(토출액)는 도15에서 화살표 C로 나타낸 바와 같이 제1 액체 공급로(20)와 제1 공통 액실(48)을 거쳐서 제1 액유로(3)로 공급되고, 제2 액체는 도15에서 화살표 D로 나타낸 바와 같이 제2 액체 공급로(21)와 제2 공통 액실(49)을 거쳐서 제2 액유로(4)로 공급된다.

본 실시예에서, 제2 액체 공급로(21)는 제1 액체 공급로(20)와 평행하게 배치된다. 본 발명은 제2 액체 공급로(21)의 배치를 이와 같이 특정 배열로 하는 것에 제한되지 않는다. 제2 액체 공급로(21)가 제1 공통 액실(48) 외측에 배치된 가동 분리막(5)을 뚫고 지나가서 제2 공통 액실(49)과 연통하는 임의의 배열로 할 수도 있다.

제2 액체 공급로(21)의 두께(직경)는 공급되는 제2 액체의 양을 고려하여 결정되는데, 제2 액체 공급로(21)의 형상은 그 단면을 굳이 원형으로 할 필요는 없고 대신에 직사각형 단면으로 할 수도 있다.

제2 공통 액실(49)은 홈 부재(50)를 구획하여서 가동 분리막(5)으로 형성될 수도 있다. 이러한 형상이 이루어지도록 하는 방법에 있어서, 제2 공통 액실(49)과 제2 액체 공급로(4)는, 공통 액실 프레임과 제2 액유로 벽을 드라이 필름을 가지고 기판(1) 상에 형성시키고 가동 분리막(5)을 고정시키는 역할을 하는 홈 부재(50)와 가동 분리막(5)의 결합부가 기판(1)을 지나게 함으로써 형성될 수 있다.

도16은 본 발명의 액체 토출 헤드의 구조의 예를 도시하는 분해 사시도이다.

본 실시예는, 막비등에 의해 기포 발생액이 기포를 발생시키는데 필요한 열을 발생시키기 위한 발열체(2)로서 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진 지지 부재(70) 상에 앞에서 설명한 바와 같이 중첩된 다수의 전기열 변환 소자를 구비하는 장치 기판(1)을 제공한다.

장치 기판(1) 상에는 제2의 액유로 벽에 의해 한정된 제2 액유로(4)를 형성하도록 한 다수의 홈과, 다수의 제2 액유로(4)와 연통하며 기포 발생액을 제2 액유로(4)로 공급하는 제2 공통 액실(공통 기포 발생액실)(49)을 형성하도록 된 오목부와, 상기한 바와 같은 가동 부재(26)가 마련된 가동 분리막(5)이 마련된다.

홈 부재(50)에는 가동 분리막(5)에 결합됨으로써 제1 액유로(토출액 액유로)를 형성하도록 구성된 홈과, 토출액 액유로와 연통하며 토출액을 제1 액유로(3) 안으로 공급하는 제1 공통 액실(공통 토출액실)(48)을 형성하도록 된 오목부와, 토출액을 제1 공통 액실(48) 안으로 공급하기 위한 제1 액체 공급로(토출액 공급로)(20)와, 기포 발생액을 제2 공통 액실(49) 안으로 공급하기 위한 제2 액체 공급로(기포 발생액 공급로)(21)가 마련된다. 제2 액체 공급로(21)는 제1 공통 액실(48) 외측에 배치된 가동 분리막(5)을 통과하여서 제2 공통 액실(49)과 연통하는 경로에 결합되는데, 이와 같은 연통 경로에 의해 기포 발생액은 토출액과 혼합되는 일이 없이 제2 공통 액실(48) 안으로 공급될 수 있게 된다.

장치 기판(1), 가동 분리막(5) 및 홈 형성 상판(50)의 배열에 있어서, 가동 부재(26)는 장치 기판(1)의 발열체(2)에 대응하게 배치되고, 제1 액유로(3)는 가동 부재(26)에 대응하게 설치된다. 본 실시예의 형태는 하나의 홈 부재(50)에 제2 액체 공급로(21)를 제공하는 것으로 예시하고 있으나, 공급되는 액체의 양에 따라서 제2 액체 공급로를 다수 제공하는 것을 배제하지 않는다. 제1 액체 공급로(20)와 제2 액체 공급로(21)의 횡단면적은 공급되는 액체의 양에 비례하도록 결정된다. 일례로, 홈 부재(50)의 구성 부품들의 크기는 이와 같은 공급로의 횡단면적을 최적화 함으로써 줄일 수 있다.

본 실시예의 형태에 따르면, 구성 부품의 수를 줄일 수 있으며, 작동 공정을 단축할 수 있으며, 작동 비용을 절감할 수 있는데, 이러한 것은 제2 액체를 제2 액유로(4)로 공급하기 위한 제2 액체 공급로(21)와 제1 액체를 제1 액유로(3)로 공급하기 위한 제1 액체 공급로(20)가 홈 부재(50)와 같은 하나의 홈 형성 상판에 의해 형성된다는 사실에 기인하는 것이다.

제2 액유로(4)와 연통하는 제2 공통 액실(49)로의 제2 액체 공급은 제1 액체와 제2 액체를 분리하는 가동 분리막(5)을 관통하는 방향으로 제2 액유로(4)에 의해 실행되기 때문에, 가동 분리막(5)과 홈 부재(50)와 그리고 위에 형성되어 있는 발열체(2)를 구비하는 기판(1)을 지나는 과정은 한번에 이루어지게 된다. 따라서, 조립의 용이성이 향상되고, 지나는 정밀성이 향상되며, 토출 효율도 높아진다.

제2 액체를 제2 액유로(4)로 공급하는 것은, 제2 액체가 가동 분리막(5)을 거쳐서 제2 공통 액실(49)로 공급되기 때문에, 전혀 오류가 없이 실행된다. 액체의 토출은 안정적으로 달성되는데, 이는 액체의 충분한 공급이 보장되기 때문이다.

상기한 바와 같은 가동 부재가 구비된 가동 분리막(5)을 내부에 결합한 구조에 의해, 본 발명의 액체 토출 헤드는 액체가 종래의 액체 토출 헤드보다 더 빠른 속도에서 더 큰 토출력 또는 토출 효율로 토출되도록 한다. 사용될 기포 발생액은 상기한 바와 같은 성질의 액체일 수 있다. 본 발명에 사용되기에 적합한 기포 발생액의 구체적인 예로는, 메탄올, 에탄올, 엔-프로판올, 이소프로판올, 엔-헥산, 엔-헵탄, 엔-옥탄, 톨루엔, 크실렌, 메틸렌디클로라이드, 트리클렌, 프레온티에프, 프레온비에프, 에틸에테르, 디옥산, 시클로헥산, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 물, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.

토출액으로서, 발포성(foamability)의 유무 및 열적 특성에 관계없이 여러 가지의 액체가 사용될 수 있다. 발포성이 약한 액체, 열에 의해 쉽게 저질화 혹은 열화되는 액체, 또는 종래의 토출 헤드에 의해 쉽게 토출되지 않는 점성이 과도하게 높은 액체일지라도 효과적으로 이용될 수 있다.

토출액의 적합한 성질로서, 본 발명에 사용되는 토출액은 토출 또는 기포 생성 작용이나, 자체의 반응에 의한 가동 분리막 또는 가동 부재나, 기포 발생액과 간섭하지 않는 액체인 것이 바람직하다.

기록용 토출액으로는, 고점성의 잉크가 이용될 수 있다.

그 밖에도, 열에 약한 약품이나 향수와 같은 액체도 이용될 수 있다.

이하의 조성을 갖는 기포 발생액과 토출액은 토출액을 토출하여 기록하기에 효과적이도록 다양한 조성으로 사용되었다. 기록을 살펴보면 종래의 헤드에서 쉽게 토출되지 않았던 수십 cp의 점성을 갖는 액체뿐만 아니라 150 cp로 매우 점성이 높은 액체도 양호하게 토출되어 고화질의 기록물을 만든다.

기포 발생액 1 에탄올 40% 중량

물 60% 중량

기포 발생액 2 물 100% 중량

기포 발생액 3 이소프로필 알콜10% 중량

물 90% 중량

토출액 1 카본 블랙 5% 중량

(안료 잉크 약 15 cp)

스티렌-아크릴산-아크릴염 에틸공중합체 분산제 1% 중량

(산화 140, 중량 평균 분자량 8000)

모노에탄올 아민 0.25% 중량

글리세린 6.9% 중량

티오디글리콜 5% 중량

에탄올3% 중량

물 16. 75% 중량

토출액 2 (55 cp) 폴리에틸렌 글리콜 200 100% 중량

토출액 3 (150 cp) 폴리에틸렌 글리콜 600 100% 중량

부수적으로, 지금까지 힘들게 토출된 액체의 경우, 낮은 토출 속도가 토출 방향성의 분산을 악화시키고 기록지 상의 도트 정착의 정밀도를 손상시키며, 토출의 불안정성은 토출량을 분산시키고 고화질의 화상의 발생을 어렵게 한다. 그러나, 상기한 실시예에 따른 구조에 있어서, 기포의 발생은 기포 발생액의 사용에 의해 충분히 안정되게 만들어질 수 있다. 이 사실은 액적의 정착 정밀도 및 잉크 토출량의 안정화를 향상시키고, 기록 화상의 품질을 확실하게 향상시킨다.

이하에서는, 본 발명의 액체 토출 헤드의 제조 과정을 설명하기로 한다.

대체로, 헤드의 제조는 장치 기판 위에 제2 액유로의 벽을 형성하고, 가동 부재에 설치되는 가동 분리막을 제2 액유로의 벽 위에 고정시키고, 제1 액유로를 형성하는 홈을 내장한 홈 부재를 가동 분리막 위에 더 고정시킴으로써 이루어진다. 그렇지 않으면, 헤드의 제조는 제2 액유로의 벽을 형성하고, 가동 부재에 설치된 가동 분리막에 고정된 홈 부재를 벽 위에 결합시킴으로써 이루어진다.

제2 액유로를 제조하는 방법은 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.

먼저, 붕화 하프늄이나 질화 탄탈륨으로 만들어진 발열체를 갖춘 열전 변환 소자는 반도체에 사용된 제조 장치와 동일한 장치를 사용하여 장치 기판(실리콘 웨이퍼) 위에 형성된 다음, 이 장치 기판의 표면은 다음 공정에서 감광 수지에 표면을 밀착시키는 것을 향상시키기 위해 세정된다. 표면 밀착을 더 향상시키기 위해서는, 장치 기판의 표면을 자외선 및 오레젼(oregion)으로 처리한 다음, 실란 결합제(silane coupling agent)(니혼 유니카 가부시끼가이샤 (Nihon Unica K.K.)에 의해 제조되어 상품명 코드 "A189"로 판매됨)를 에틸 알콜로 농도 1% 중량부로 희석시킴으로써 만들어진 용제를 회전 코팅시킴으로써 상기 처리된 표면에 도포하는 것이 충분하다.

다음, 그 결과 생성된 표면은 세정되고, 자외선 감지 수지 필름 디에프(DF)(도쿄 오오까 가부시끼가이샤(Tokyo Ohka K.K.)에 의해 제조되어 상품명 "드라이 필름 오딜(Dry Film Odil) SY-318"로 판매됨)은 향상된 밀착으로 기판에 적층된다.

계속해서, 포토마스크(PM)는 드라이 필름(DF)위에 놓여지고, 제2 액유로 벽로서 남아 있도록 요구되는 드라이 필름(DF)의 일부는 포토마스크(PM)를 통해서 자외선에 노출된다. 이 노출 공정은 기구(캐논 가부시끼가이샤(Canon Inc.)에 의해 제조되어 상품명 코드 "MPA-600"으로 판매됨)에 의해 약 600 mJ/㎠로 노출된다.

다음에 드라이 필름(DF)은 부틸 셀로솔브 아세테이트와 크실렌의 화합물로 형성된 현상제(도쿄 오오까 가부시끼가이샤(Tokyo Ohka K.K.)에 의해 제조되어 상품 코드 "BMRC-3"으로 판매됨)로 현상되어, 미노출 부분을 용해하고 노출되어 경화된 부분을 제2 액유로(4)의 벽부로서 얻는다. 장치 기판(1)의 표면 위에 여전히 남아 있는 잔류물은 플라즈마 소각 장치(알루칸텍 인코포레이티드(Alukantec Inc.)에 의해 제조되어 상품 코드 "MAS-800"으로 판매됨)로 약 90 초간 처리함으로써 제거된다. 그 후, 기판은 노출된 부분을 완전하게 경화시키기 위하여 2시간동안 150℃에서 100 mJ/㎠ 정도로 방사되는 자외선에 노출된다.

제2 액유로는 상기 방법에 의해 실리콘 기판으로부터 절개되어 제작된 복수의 발열판(장치 기판) 위에 균일하고 정밀도가 높게 형성될 수 있다. 상세하게 설명하면, 실리콘 기판은 두께가 0.05 ㎜인 다이아몬드 판이 설치된 다이싱 머신(도꾜 세이미쯔 가부시끼가이샤(Tokyo Seimitsu K.K.)에 의해 제조되어 상품 코드 "AWD-4000"으로 판매됨)에 의해 각각의 발열판(1)으로 절개된다. 분리된 발열판(1)은 접착제(도레이 고교 가부시끼가이샤(Toray Industries, Inc.)에 의해 제조되어 상품 코드 "SE4400"으로 판매됨)에 의해 알루미늄 기판 위에 고정된다.

다음, 인쇄 기판은 알루미늄 기판에 먼저 결합되고 두께가 0.05 ㎜인 알루미늄 선으로 발열판에 연결된다.

계속해서, 가동 분리막에 결합된 홈 부재를 결합한 결과 생성된 결합물은 상기한 바와 같이 만들어진 발열판에 정렬되게 결합된다. 상세하게 설명하면, 가동 분리막과 발열판을 설치한 홈 부재는 서로 정렬되고 반동판과 결합하여 고정된다. 그리고 나서, 잉크 기포 발생액 공급 부재가 알루미늄 기판 상에 결합되고 고정된다. 알루미늄 선들 사이의 간격과 홈 부재, 발열판 및 잉크 기포 발생액 공급 부재 사이의 간격은 실리콘 밀봉체(도시바 실리콘 가부시끼가이샤(Toshiba Silicone K.K.)에 의해 제조되어 상품 코드 "TSE 399" 로 판매됨)로 밀봉되어 제조가 완성된다.

상기한 제조 방법에 따라 제2 액유로를 형성함으로써, 액유로가 상기 발열판의 발열기로부터의 위치 편향에 관계없이 고정밀도로 만들어질 수 있다. 특히 이전 과정에서 홈 부재와 가동 분리막을 사전에 서로 결합함으로써, 제1 액유로와 가동 부재의 위치 정밀도를 높일 수 있다. 상기한 고정밀도의 제조 기술은 액체 토출을 안정화시키고 인쇄질을 향상시킨다. 또한, 구성 부품이 웨이퍼 위에 모여 형성되므로, 액체 토출 헤드를 적은 비용으로 대량 생산할 수 있게 한다.

본 실시예는 제2 액유로를 형성하기 위해 자외선 경화식 드라이 필름을 사용하는 것으로 기술되었다. 그렇지 않으면, 제2 액유로의 형성은 자외선 대역, 특히 248 ㎚ 의 대역 부근의 자외선을 흡수하는 밴드를 갖는 수지를 적용하고, 이 수지를 적층시키고, 그 결과 생성된 적층을 경화시키고, 엑시머 레이저로 적층의 일부를 직접 제거하여 제2 액유로를 형성함으로써 이루어진다.

가동 부재로 바람직하게 사용되는 재료는 예를 들면, 은, 니켈, 금, 철, 티타늄, 알루미늄, 백금, 탄탈륨, 스테인레스 강, 내구성이 강한 인청동, 및 이 금속들의 합금과 같은 금속들과, 아크릴로니트릴, 부타디엔, 및 니트릴기를 갖는 스티렌과 같은 수지와, 아미드기를 갖는 폴리아미드와 같은 수지와, 카르복실기를 갖는 폴리카보네이트와 같은 수지와, 알데히드기를 갖는 폴리아세탈과 같은 수지와, 술폰기를 갖는 폴리술폰과 같은 수지와, 액체 수정 중합체 및 그 화합물과, 금, 텅스텐, 탄탈륨, 니켈, 스테인레스 강, 및 잉크에 높은 내성을 제공하는 티타늄과 같은 금속을 포함하고, 또한, 잉크에 내성을 제공하기 위해 이 금속들이나 그 합금과, 아미드기를 갖는 폴리아미드와 같은 수지와, 알데히드기를 갖는 폴리아세탈과 같은 수지와, 케톤기를 갖는 폴리에테르 에테르 케톤과 같은 수지와, 이미드기를 갖는 폴리이미드와 같은 수지와, 하이드록실기를 갖는 페놀 수지와 같은 수지와, 에폭시기를 갖는 에폭시 수지와 같은 수지와, 아미노기를 갖는 멜라닌 수지와 같은 수지와, 메티롤기를 갖는 크실렌 수지와 같은 수지와, 실리콘 다이옥사이드와 같은 세라믹, 및 이들의 화합물로 코팅된 재료를 포함한다.

가동 분리막에 바람직하게 사용되는 재료는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 멜라닌 수지, 페놀 수지, 폴리부타디엔, 폴리우레탄, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 실리콘 고무, 및 열과 용제에 대한 내성이 뛰어나고, 탄력성을 가지며, 얇은 필름을 제조할 수 있게 하는 폴리술폰과 같은 최근에 개발된 공업용 플라스틱과, 상기 폴리이미드에 부가된 플라스틱의 화합물을 포함한다.

가동 분리막(25)의 두께는 분리 벽에 대하여 적당한 강도를 갖게 하고 팽창과 수축이 충분히 작용하게 하는 관점에서 이 분리막의 재료 형상 등을 고려하여 결정된다. 일반적으로, 이 두께는 대략 0.5 내지 10 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기한 바와 같이 구성되어 다음과 같은 효과를 나타낸다.

(1) 액체는, 기포 발생 영역에 배치된 가동 분리막이 기포의 발생에 따라 발생된 압력에 의해 팽창됨에 따라서 가동 분리막에 배치된 가동 부재가 제1 액유로측의 토출 포트의 방향으로 압력을 안내하기 위하여 제1 액유로 쪽으로 변위되기 때문에, 토출 포트를 통해서 강한 토출력으로 효과적으로 토출될 수 있다.

(2) 토출액을 통과시키는 액유로와 기포 발생액을 통과시키는 액유로가 가동 분리막에 의해 서로 분리되므로, 토출액은 발열체가 설치된 액유로 내에서 유동하지 않는다. 사용된 토출액이 열에 약한 재료로 만들어지더라도, 발열체 위에 쌓이는 침전물의 분량이 감소되므로 토출액을 선택할 수 있는 범위가 넓어지게 된다.

(3) 기포의 소멸 중에, 가동 분리막과 가동 부재가 서로 분리되고, 액체가 가동 분리막과 가동 부재의 사이에 삽입되어 댐퍼로서 작용한다. 그래서, 가동 분리막의 초기 위치까지 복귀 중에 가동 분리막에 의해 발생된 진동이 억제될 수 있고, 그렇지 않으면 일어날 수 있는 불안정한 토출 작용이 방지될 수 있다. 그러므로, 고화질의 인쇄가 이루어진다.

(4) 가동 부재의 자유단이 발열체의 토출 포트측 단부로부터 상류측에 있으면, 기포의 소멸 중에 가동 분리막과 가동 부재 사이에 삽입되는 액체의 공급이 촉진되고, 메니스커스의 후퇴는 억제된다. 그 결과, 보충 특성은 고속으로 수행되는 인쇄 작업에서도 액체의 안정한 토출을 보장하기에 충분하게 향상된다.

(5) 액체가 가동 부재의 지지점측에 제공된 액체 침입 촉진 구조로부터 공급되면, 가동 부재의 자유단측으로부터 액체의 공급이 억제된다. 그 결과, 메니스커스의 후퇴가 억제되고, 보충 특성이 향상된다. 또한, 가동 분리막에 의해 발생된 진동도 댐퍼로서 작용하는 가동 부재의 영역이 크므로 억제될 수 있다. 그러므로, 고속에서 고화질의 인쇄가 이루어진다.

(6) 기포의 소멸 중에 가동 분리막과 가동 부재를 분리시키는 방법은 가동 분리막과 가동 부재의 독자적인 운동을 억제하지 않으므로 가동 분리막의 내구성을 향상시킨다.

Claims (39)

1. 액체를 토출하도록 구성되고 토출 포트와 연통하는 제1 액유로와 액체 내에 기포를 발생시키기 위한 기포 발생 영역이 구비된 제2 액유로를 분리된 상태로 일정하게 유지하는 가동 분리막을 상기 제1 액유로 내에서의 액체의 유동에 대한 토출 포트의 상류측 상에서 상기 기포에 의해 변위시킴으로써 액체를 토출시키는 액체 토출 과정을 포함하는 액체 토출 방법에 있어서,

   기포의 성장 및 수축에 따른 가동 분리막의 변위와 관련하여 액체의 메니스커스가 후퇴하는 것을 규제 부재에 의해 억제하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 방법.
2. 제1항에 있어서, 가동 분리막과 규제 부재가 적어도 부분적으로 분리된 상태에서, 가동 분리막과 이 가동 분리막의 변위 영역과 접촉하고 가동 분리막의 변위를 억제하는 자유단이 토출 포트측에 있는 규제 부재와의 사이에 액체를 개재하는 과정이 메니스커스의 후퇴 과정 중에 포함된 것을 특징으로 하는 액체 토출 방법.
3. 제1항에 있어서, 가동 분리막과 가동 부재, 즉 규제 부재가 기포의 수축 중에 서로 분리되어 있고, 액체가 가동 분리막과 가동 부재 사이에 개재되어서 초기 위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 방법.
4. 제3항에 있어서, 가동 부재 내에 배치된 액체 침입 촉진 구조는 액체가 가동 분리막과 가동 부재의 사이에 침입할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 방법.
5. 액체를 토출하도록 구성되고 토출 포트와 연통하는 제1 액유로와, 액체 내에 기포를 발생시키는 기포 발생 영역이 구비된 제2 액유로와, 제1 액유로와 제2 액유로의 사이를 분리하고 제1 액유로 내의 액체의 유동에 대한 토출 포트의 상류측 기포에 의해 가동 분리막을 변위시킴으로써 액체를 토출시키는 가동 분리막을 포함하는 액체 토출 헤드에 있어서,

   기포의 성장 및 수축에 따른 가동 분리막의 변위와 관련하여 액체의 메니스커스의 후퇴를 억제하는 규제 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
6. 제5항에 있어서, 가동 분리막의 변위 영역과 접촉하며 가동 분리막의 변위를 규제하는 자유단이 토출 포트측에 있는 가동 분리막과, 가동 분리막과 규제 부재의 상대 이동량을 규제하는 장치가 구비된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
7. 액체 내에 기포를 발생시키기 위한 기포 발생 영역과 액체를 토출시키기 위한 토출 포트와 연통하는 액체 토출 영역을 분리시키는 가동 분리막과, 기포 발생 영역 내에 기포를 발생시키는 에너지 발생 수단과, 가동 분리막을 가로질러 기포발생 영역에 대향하고 토출 포트 방향으로 자유단이 구비된 가동 부재를 포함하는 액체 토출 헤드에 있어서,

   상기 가동 분리막과 가동 부재가 기포의 수축 중에 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
8. 제7항에 있어서, 가동 부재는, 자유단이 메니스커스와 접촉할 때까지 토출 포트에 근접하게 접근하도록 배치된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
9. 제7항에 있어서, 가동 부재의 자유단은 발열체, 즉 에너지 발생 수단의 토출 포트의 인접 상부 지점으로부터 상류측에 배치된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
10. 제7항에 있어서, 가동 부재에 액체 침입 촉진 구조가 구비되어 가동 분리막과 가동 부재 사이에 액체를 침입시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
11. 제10항에 있어서, 액체 침입 촉진 구조가 가동 부재 내에 구비된 공급 개구인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
12. 제10항에 있어서, 액체 침입 촉진 구조가 가동 부재와 가동 분리막 간의 밀착을 방지하는 밀착 방지 구조인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
13. 제12항에 있어서, 액체 침입 촉진 구조가 가동 부재가 가동 분리막과 접촉하는 영역 내에 구비된 볼록한 돌출부인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
14. 제12항에 있어서, 액체 침입 촉진 구조가 가동 부재의 가동 분리막측에 구비된 액체 유입 홈인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
15. 제7항에 있어서, 가동 부재가 제1 액유로 내에 경사 상태로 유지된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
16. 제7항에 있어서, 액체 토출 헤드는 가동 분리막과 토출 포트가 상호 대향한 유형의 토출 헤드인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
17. 제2항에 있어서, 가동 분리막과 가동 부재, 즉 규제 부재가 기포의 수축 중에 상호 분리되며, 액체가 가동 분리막과 가동 부재 사이에 침입하여 초기 위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
18. 제17항에 있어서, 가동 부재 내에 배치된 액체 침입 촉진 구조는 액체가 가동 분리막과 가동 부재 사이에 침입할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
19. 제8항에 있어서, 가동 부재에 액체 침입 촉진 구조가 구비되어 액체를 가동 분리막과 가동 부재의 사이에 침입시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
20. 제19항에 있어서, 액체 침입 촉진 구조가 가동 부재 내에 구비된 공급 개구인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
21. 제19항에 있어서, 액체 침입 촉진 구조가 가동 부재와 가동 분리막 간의 밀착을 방지하는 밀착 방지 구조인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
22. 제9항에 있어서, 가동 부재에 액체 침입 촉진 구조가 구비되어 액체를 가동 분리막과 가동 부재의 사이에 침입시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
23. 제22항에 있어서, 액체 침입 촉진 구조가 가동 부재 내에 구비된 공급 개구인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
24. 제22항에 있어서, 액체 침입 촉진 구조가 가동 부재와 가동 분리막 간의 밀착을 방지하는 밀착 방지 구조인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
25. 제8항에 있어서, 가동 부재가 제1 액유로 내에 경사 상태로 유지된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
26. 제8항에 있어서, 액체 토출 헤드는 가동 분리막과 토출 포트가 상호 대향한 유형의 토출 헤드인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
27. 제9항에 있어서, 가동 부재가 제1 액유로 내에 경사 상태로 유지된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
28. 제9항에 있어서, 액체 토출 헤드는 가동 분리막과 토출 포트가 상호 대향한 유형의 토출 헤드인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
29. 제10항에 있어서, 가동 부재가 제1 액유로 내에 경사 상태로 유지된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
30. 제10항에 있어서, 액체 토출 헤드는 가동 분리막과 토출 포트가 상호 대향한 유형의 토출 헤드인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
31. 제11항에 있어서, 가동 부재가 제1 액유로 내에 경사 상태로 유지된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
32. 제11항에 있어서, 액체 토출 헤드는 가동 분리막과 토출 포트가 상호 대향한 유형의 토출 헤드인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
33. 제12항에 있어서, 가동 부재가 제1 액유로 내에 경사 상태로 유지된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
34. 제12항에 있어서, 액체 토출 헤드는 가동 분리막과 토출 포트가 상호 대향한 유형의 토출 헤드인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
35. 제13항에 있어서, 가동 부재가 제1 액유로 내에 경사 상태로 유지된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
36. 제13항에 있어서, 액체 토출 헤드는 가동 분리막과 토출 포트가 상호 대향한 유형의 토출 헤드인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
37. 제14항에 있어서, 가동 부재가 제1 액유로 내에 경사 상태로 유지된 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
38. 제14항에 있어서, 액체 토출 헤드는 가동 분리막과 토출 포트가 상호 대향한 유형의 토출 헤드인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
39. 제15항에 있어서, 액체 토출 헤드는 가동 분리막과 토출 포트가 상호 대향한 유형의 토출 헤드인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.