[go: up one dir, main page]

JP2000062182A - Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge device - Google Patents

Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge device

Info

Publication number
JP2000062182A
JP2000062182A JP23612098A JP23612098A JP2000062182A JP 2000062182 A JP2000062182 A JP 2000062182A JP 23612098 A JP23612098 A JP 23612098A JP 23612098 A JP23612098 A JP 23612098A JP 2000062182 A JP2000062182 A JP 2000062182A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
bubble
movable member
bubbles
discharge port
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP23612098A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3706746B2 (en
Inventor
Hiroyuki Ishinaga
博之 石永
Yoichi Tanetani
陽一 種谷
Hiroyuki Sugiyama
裕之 杉山
Satoshi Shimazu
聡 島津
Sadayuki Sugama
定之 須釜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP23612098A priority Critical patent/JP3706746B2/en
Priority to US09/376,356 priority patent/US6409317B1/en
Priority to DE69936025T priority patent/DE69936025T2/en
Priority to AU44645/99A priority patent/AU4464599A/en
Priority to CA002280547A priority patent/CA2280547C/en
Priority to EP99306611A priority patent/EP0982136B1/en
Priority to CN99126314A priority patent/CN1118373C/en
Priority to KR1019990034740A priority patent/KR100337849B1/en
Publication of JP2000062182A publication Critical patent/JP2000062182A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3706746B2 publication Critical patent/JP3706746B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032Structure of the pressure chamber
    • B41J2/14048Movable member in the chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032Structure of the pressure chamber
    • B41J2/14056Plural heating elements per ink chamber

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定的な吐出量変調を可能としつつも、サテ
ライトを減少させるとともに、メニスカス振動を抑え、
さらには高速印字を高い印字品位で実現する。 【解決手段】 液体を吐出する吐出口18に連通する液
流路10には、気泡を発生させるための2つの発熱体
2,3が吐出口18へ向かう液体の流れ方向に沿って配
置される。液流路10内には、可動部材31が、少なく
とも一部が上流側の気泡発生領域11と対面し、気泡の
成長に伴って変位可能に設けられている。気泡発生領域
11の上方には、可動部材31の変位を規制するストッ
パ64が設けられており、可動部材31がストッパ64
に接触することによって液流路10は液体の流れ方向に
実質的に分断される。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To reduce the number of satellites and suppress meniscus vibration while enabling stable ejection amount modulation.
Furthermore, high-speed printing is realized with high printing quality. SOLUTION: In a liquid flow path 10 communicating with a discharge port 18 for discharging a liquid, two heating elements 2 and 3 for generating bubbles are arranged along a flow direction of the liquid toward the discharge port 18. . In the liquid flow path 10, a movable member 31 is provided at least partially so as to face the bubble generation region 11 on the upstream side, and is displaceable as the bubble grows. Above the bubble generation region 11, a stopper 64 for regulating the displacement of the movable member 31 is provided.
, The liquid flow path 10 is substantially divided in the flow direction of the liquid.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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、液体吐出ヘッドを用
いたヘッドカートリッジ及び液体吐出装置に関し、特
に、気泡の発生を利用して変位する可動部材を有する液
体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドを用いたヘッドカートリ
ッジ及び液体吐出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid ejection head for ejecting a desired liquid by the generation of bubbles caused by the action of thermal energy on the liquid, a head cartridge using the liquid ejection head, and a liquid ejection device. In particular, the present invention relates to a liquid ejection head having a movable member that is displaced by utilizing the generation of bubbles, a head cartridge using the liquid ejection head, and a liquid ejection device.

【0002】また、本発明は、紙、糸、繊維、布帛、皮
革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス
等の被記録媒体に対し記録を行うプリンタ、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。
The present invention also provides a printer for performing recording on a recording medium such as paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood and ceramics, a copying machine, a facsimile having a communication system, and a printer. The present invention can be applied to a device such as a word processor having a unit, and further to an industrial recording device that is combined with various processing devices.

【0003】なお、本発明における、「記録」とは、文
字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与
することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像
を付与することをも意味する。
In the present invention, "recording" means not only giving an image having a meaning such as characters and figures to a recording medium, but also giving an image having no meaning such as a pattern. Also means.

【0004】[0004]

【従来の技術】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化(気泡の発生)を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行なうインクジェット記録方法、いわ
ゆるバブルジェット記録方法が従来知られている。この
バブルジェット記録方法を用いる記録装置には、米国特
許第4,723,129号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。
2. Description of the Related Art By applying energy such as heat to ink, a state change accompanied by a sharp volume change (generation of bubbles) is caused in the ink, and the ink is ejected from an ejection port by an action force based on the state change. An ink jet recording method, which is a so-called bubble jet recording method, in which an image is formed by adhering this onto a recording medium is conventionally known. In a recording apparatus using this bubble jet recording method, as disclosed in US Pat. No. 4,723,129, an ejection port for ejecting ink and an ink flow communicating with this ejection port are disclosed. The channels and the electrothermal converters as energy generating means for ejecting the ink disposed in the ink flow paths are generally disposed.

【0005】この様な記録方法によれば、品位の高い画
像を高速、低騒音で記録することができると共に、この
記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐出
口を高密度に配置することができるため、小型の装置で
高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得る
ことができるという多くの優れた点を有している。この
ため、このバブルジェット記録方法は近年、プリンタ
ー、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利
用されており、さらに、捺染装置等の産業用システムに
まで利用されるようになってきている。
According to such a recording method, it is possible to record a high-quality image at high speed and with low noise, and in the head performing this recording method, the ejection openings for ejecting ink are arranged at high density. Therefore, it has many excellent points that a high-resolution recorded image and a color image can be easily obtained with a small apparatus. Therefore, in recent years, this bubble jet recording method has been used in many office devices such as printers, copying machines, and facsimiles, and has also come to be used in industrial systems such as textile printing devices.

【0006】このようにバブルジェット技術が多方面の
製品に利用されるに従って、次のような様々な要求が近
年さらにたかまっている。
As the bubble jet technology has been used for products in various fields as described above, various requirements as described below have been further increased in recent years.

【0007】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。
In order to obtain a high-quality image, driving conditions have been proposed for providing a liquid ejection method, etc., in which the ink ejection speed is fast and good ink ejection can be performed based on stable bubble generation, or high-speed recording is performed. From this point of view, there has been proposed a liquid flow head having an improved flow path shape in order to obtain a liquid discharge head having a high filling (refill) speed of the discharged liquid into the liquid flow path.

【0008】このようなヘッドの他にも、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)に着目し、吐出において損失エネル
ギーになるバック波を防止する構造の発明が特開平6−
31918号公報(特に第3図)に開示されている。こ
の公報に記載の発明は、三角形状の板状部材の三角形部
分を気泡を発生するヒーターに対して対向させたもので
ある。この発明では、板状部材によってバック波を一時
的に且つわずかには抑えられている。しかし、気泡の成
長と三角形部分との相関関係については全く触れていな
いし、その着想もないため、上記の発明は以下の問題点
を含んでいる。
In addition to such a head, attention is paid to a back wave (pressure directed in the direction opposite to the direction toward the ejection port) generated with the generation of bubbles, and The invention of the structure for preventing is disclosed in JP-A-6-
No. 31918 (particularly FIG. 3). In the invention described in this publication, a triangular portion of a triangular plate member is opposed to a heater that generates bubbles. In the present invention, the back wave is temporarily and slightly suppressed by the plate member. However, since the correlation between the bubble growth and the triangular portion is not mentioned at all and there is no idea of it, the above invention includes the following problems.

【0009】すなわち、上記公報に記載の発明では、ヒ
ータが凹部の底に位置しており、吐出口との直線的連通
状態をとれないため、液滴形成が安定してできず、さら
に、気泡の成長は三角形の頂点の部分の周囲から許容さ
れているため、気泡は三角形の板状部材の片側から反対
側全体まで成長し、結果的に板状部材が存在していない
かのように液中における通常の気泡の成長が完成してし
まう。従って、成長した気泡にとって板状部材の存在は
何ら関係のないものとなってしまう。逆に、板状部材の
全体が気泡に囲まれるために、気泡の収縮段階におい
て、凹部に位置するヒーターへのリフィルは乱流を生じ
せしめ、その凹部内に微小気泡を蓄積する原因となり、
成長気泡に基づいて吐出を行う原理自体を乱すことにな
ってしまう。
That is, in the invention described in the above-mentioned publication, since the heater is located at the bottom of the recess and cannot establish a linear communication with the discharge port, droplet formation cannot be performed stably, and furthermore, bubbles cannot be formed. Growth is allowed around the apex of the triangle, the bubbles grow from one side of the triangular plate to the entire opposite side, resulting in the liquid as if the plate were not present. The normal bubble growth inside is completed. Therefore, the presence of the plate-shaped member has nothing to do with the grown bubbles. On the contrary, since the entire plate-shaped member is surrounded by bubbles, refilling the heater located in the recess causes turbulent flow in the stage of contraction of the bubbles, which causes the accumulation of minute bubbles in the recess.
The principle itself of discharging based on the growing bubbles is disturbed.

【0010】他方、EP公開公報EP0436047A
1は、吐出口近傍域と気泡発生部との間にこれらを遮断
する第1弁と、気泡発生部とインク供給部との間にこれ
らを完全に遮断する第2弁とを交互に開閉させる発明を
提案している(EP0436047A1の第4〜9
図)。しかし、この発明はこれら3つの部屋を2つづつ
に区分してしまうために、吐出時には液滴に追従するイ
ンクが大きな尾引きとなり、気泡成長・収縮・消泡を行
う通常の吐出方式に比べてサテライトドットがかなり多
くなってしまう(消泡によるメニスカス後退の効果を使
えないと推定される)。また、リフィル時は、気泡発生
部に液体が消泡に伴って供給されるが、吐出口近傍域に
は次の発泡が生じるまで液体は供給できないので、吐出
液滴のばらつきが大きいだけでなく、吐出応答周波数が
極めて小さく、実用レベルではない。さらに、特開平9
−52364号公報には、1つの液流路に対して複数の
吐出エネルギー発生素子(電気熱変換体)を備えるとと
もに、これら電気熱変換体の駆動により発生した気泡の
成長方向を制御するための弁部材を、全ての電気熱変換
体に共通に、または各電気熱変換体ごとに設けた液体吐
出ヘッドが開示されている。このように液流路内に複数
の電気熱変換体を設けることにより、液体の吐出量を制
御して所望の体積の液体を吐出することが可能となり、
また、吐出液量が小さな液滴を安定的、かつ、高周波数
で吐出することが可能であるため、高階調記録を高速で
行うことができる。特に、複数の電気熱変換体を吐出口
に向かう液体の流れ方向に沿って配置することにより、
液流路の幅を小さくすることができ、高密度化が可能と
なる。
On the other hand, EP publication EP0436047A
Reference numeral 1 alternately opens and closes a first valve that shuts off the area near the ejection port and the bubble generating portion, and a second valve that shuts off the air bubble generating portion and the ink supply portion completely. Proposed invention (4th to 9th of EP0436047A1)
Figure). However, in the present invention, since these three chambers are divided into two, the ink that follows the droplets becomes a large trail at the time of ejection, and compared with the normal ejection method in which bubble growth, contraction, and defoaming are performed. Therefore, the satellite dots are considerably increased (it is presumed that the effect of meniscus receding due to defoaming cannot be used). Further, at the time of refilling, the liquid is supplied to the bubble generation part along with the defoaming, but since the liquid cannot be supplied to the area near the discharge port until the next foaming occurs, not only is there a large variation in the discharged droplets. , The ejection response frequency is extremely small, and is not at a practical level. Furthermore, JP-A-9
In JP-52364, a plurality of ejection energy generating elements (electrothermal converters) are provided for one liquid flow path, and a growth direction of bubbles generated by driving these electrothermal converters is controlled. A liquid ejection head in which a valve member is provided commonly to all electrothermal converters or for each electrothermal converter is disclosed. By providing a plurality of electrothermal converters in the liquid flow path in this manner, it becomes possible to control the discharge amount of the liquid and discharge a desired volume of the liquid,
Further, since it is possible to stably eject droplets having a small ejection liquid amount at a high frequency, it is possible to perform high gradation recording at high speed. In particular, by disposing a plurality of electrothermal converters along the flow direction of the liquid toward the discharge port,
The width of the liquid flow path can be reduced, and high density can be achieved.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発泡か
ら消泡、及び吐出液滴形成工程に直接影響を及ぼし、旧
来からの課題であったインクジェット特有のサテライト
の発生や連続的に吐出動作を行った際の繰り返しの不安
定性などを解決した提案はなされていない。
However, it has a direct influence on the process of foaming to defoaming and the formation of discharged liquid droplets, and satellite generation peculiar to the ink jet and continuous discharging operation have been performed, which has been a traditional problem. No proposal has been made to solve the instability of repetition.

【0012】また、液流路中に複数の吐出エネルギー発
生素子を配置した液体吐出ヘッドに弁部材を用いた場合
においても、実際には以下に示すような、解決しなけれ
ばならない課題がある。まず、複数の吐出エネルギー発
生素子を液体の流れ方向に沿って配置し、これらを1つ
の弁部材で覆う構成とした場合には、上流側のエネルギ
ー発生素子のみを駆動しようとすると、気泡の成長に伴
う圧力はは弁部材の根元部近傍に作用するため吐出特性
があまり良好ではなく、上流側の吐出エネルギーのみを
駆動するモードでの吐出が行えないものとなる。また、
各吐出エネルギー発生素子ごとに弁部材を設けた構成と
した場合、上流側の吐出エネルギー発生素子と下流側の
吐出エネルギー発生素子とを同時に駆動したとき、吐出
エネルギー同士の間隔が狭すぎると、弁部材の変位及び
気泡の成長が相互に影響し合い、所望の吐出が得られな
い。一方、吐出エネルギー発生素子を並列に配置し、そ
れに対応して弁部材を設けた場合、液流路の幅を広くと
る必要があり、高密度配列にはあまり適さない。
Further, even when the valve member is used in the liquid ejection head in which a plurality of ejection energy generating elements are arranged in the liquid flow path, there are actually the following problems to be solved. First, when a plurality of ejection energy generating elements are arranged along the flow direction of the liquid and they are covered with one valve member, when only the energy generating element on the upstream side is driven, bubble growth occurs. Since the pressure due to the action acts near the base of the valve member, the discharge characteristic is not so good, and discharge cannot be performed in a mode in which only the discharge energy on the upstream side is driven. Also,
When a valve member is provided for each discharge energy generating element, when the discharge energy generating element on the upstream side and the discharge energy generating element on the downstream side are simultaneously driven, if the interval between the discharge energies is too small, the valve The displacement of the member and the growth of bubbles influence each other, and the desired ejection cannot be obtained. On the other hand, when the discharge energy generating elements are arranged in parallel and the valve member is provided correspondingly, the width of the liquid flow path needs to be wide, which is not suitable for high-density arrangement.

【0013】本発明は、基本的に従来の気泡(特に膜沸
騰に伴う気泡)を液流路中に形成して液体を吐出する方
式の、根本的な吐出特性を、従来では考えられなかった
観点から、従来では予測できない水準に高めることを主
たる課題とする。
In the present invention, the fundamental ejection characteristics of the conventional method of ejecting the liquid by forming bubbles (especially bubbles associated with film boiling) in the liquid flow path have not hitherto been considered. From the point of view, the main issue is to raise it to a level that cannot be predicted conventionally.

【0014】発明者達は、液体吐出の原理に立ち返り、
従来では得られなかった気泡を利用した新規な液滴吐出
方法及びそれに用いられるヘッド等を提供すべく鋭意研
究を行った。このとき、液流路中の可動部材の機構の原
理を解析するといった液流路と可動部材の動作を起点と
する第1技術解析、及び気泡による液滴吐出原理と液滴
形成原理を起点とする第2解析技術、さらには、気泡形
成用の発熱体の気泡形成領域を起点とする第3解析技術
を行うことにした。
The inventors return to the principle of liquid ejection,
The present inventors have conducted earnest research to provide a novel droplet discharge method using bubbles that has not been obtained in the past, and a head used for the method. At this time, the first technical analysis starting from the operation of the liquid flow path and the movable member, such as analyzing the principle of the mechanism of the movable member in the liquid flow path, and the starting point of the droplet discharge principle and droplet formation principle by bubbles. It was decided to perform a second analysis technique that uses the above, and a third analysis technique that starts from the bubble formation region of the heating element for bubble formation.

【0015】これらの解析によって、可動部材の自由端
と液流路全体が気泡の吐出口側と供給側の部分に影響を
及ぼし、吐出滴形状をより安定的に理想形状とするとい
うまったく新規な技術を確立するに至った。すなわち、
インクジェットに特有の、印字品位を低下させ、装置自
身や記録媒体を汚すサテライトを減少させ、高速リフィ
ルを達成するとともに、メニスカスの変動を高速で収束
させることで、連続吐出動作における画像品位の安定性
をも両立させるという従来の技術水準に比べきわめて高
い水準に至った。
These analyzes show that the free end of the movable member and the entire liquid flow path affect the discharge port side and the supply side part of the bubble, and the discharge droplet shape is made more stable to an ideal shape. We came to establish technology. That is,
Stability of image quality in continuous ejection operation is achieved by reducing the printing quality peculiar to inkjet, reducing satellites that contaminate the device itself and recording medium, achieving high-speed refill, and converging fluctuation of meniscus at high speed. It has reached an extremely high level compared to the conventional technical level of achieving both.

【0016】本発明の主たる目的は以下のとおりであ
る。
The main objects of the present invention are as follows.

【0017】本発明の第1の目的は、発生した気泡とそ
の吐出口側の液体及び供給側の液体を可動部材と液流路
全体の構造とによって制御することで、極めて新規な液
体吐出原理を提供することである。
A first object of the present invention is to control the generated bubbles, the liquid on the discharge port side and the liquid on the supply side thereof by the movable member and the structure of the entire liquid flow path, thereby providing a very novel liquid discharge principle. Is to provide.

【0018】本発明の第2の目的は、吐出滴形成工程を
制御することでサテライトの減少を図るとともに、吐出
動作においてサテライトを完全になくする液体吐出方
法、液体吐出ヘッドを提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a liquid ejecting method and a liquid ejecting head in which the satellites are reduced by controlling the ejected droplet forming process and the satellites are completely eliminated in the ejecting operation. .

【0019】本発明の第3の目的は、液流路内の流れを
制御することでメニスカスのスピードを制御し、高速リ
フィルと振動を収束性を高め、高速印字等における吐出
の安定性を実現し、印字品位を向上させる液体吐出方法
及び液体吐出ヘッドを提供することにある。
A third object of the present invention is to control the meniscus speed by controlling the flow in the liquid flow path, to enhance the convergence of high-speed refill and vibration, and to realize ejection stability in high-speed printing and the like. However, it is another object of the present invention to provide a liquid ejection method and a liquid ejection head that improve printing quality.

【0020】本発明の第4の目的は、サテライトやメニ
スカスの変動による弊害を除去するための記録装置のシ
ステム上の負荷構成を軽減することにある。
A fourth object of the present invention is to reduce the load structure on the system of the recording apparatus for eliminating the adverse effects due to the fluctuation of satellites and meniscus.

【0021】本発明の第5の目的は、液流路内に複数の
発熱体が設けられたヘッドを用いた液体の吐出におけ
る、安定的な吐出量変調を実現するとともに、高速印字
をも高い印字品位のレベルで実現す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。
A fifth object of the present invention is to realize stable ejection amount modulation in the ejection of a liquid using a head having a plurality of heating elements provided in the liquid flow path, and to achieve high-speed printing. It is an object of the present invention to provide a liquid ejection method and a liquid ejection head which are realized at a print quality level.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と、
前記吐出口と連通するとともに、液体に気泡を発生させ
るための複数の気泡発生領域が前記吐出口に向かう液体
の流れ方向に沿って備えられた液流路と、前記気泡発生
領域に面して配され、前記吐出口に向かう液体の流れ方
向に関して下流側に自由端を有する可動部材とを有し、
前記可動部材は、前記複数の気泡発生領域のうち前記吐
出口に向かう液体の流れ方向に関して上流側の気泡発生
領域にのみ設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid ejection head of the present invention comprises an ejection port for ejecting a liquid,
A liquid flow path provided with a plurality of bubble generation regions communicating with the discharge port and for generating bubbles in the liquid along the flow direction of the liquid toward the discharge port, facing the bubble generation region. And a movable member having a free end on the downstream side with respect to the flow direction of the liquid toward the discharge port,
The movable member is provided only in a bubble generation region on an upstream side of the plurality of bubble generation regions in a flow direction of the liquid toward the ejection port.

【0023】また、特に、前記気泡の成長に伴う前記可
動部材の変位を規制するための規制部を有し、前記可動
部材が変位して前記規制部に実質的に接触することによ
って、前記液流路が、前記吐出口に向かう液体の流れ方
向に関して実質的に分断されるものであることが好まし
い。
Further, in particular, it has a regulating portion for regulating the displacement of the movable member due to the growth of the bubbles, and the movable member is displaced to substantially contact the regulating portion, whereby the liquid It is preferable that the flow path is substantially divided in the flow direction of the liquid toward the discharge port.

【0024】上記のとおり構成された本発明の液体吐出
ヘッドでは、液流路内に複数の気泡発生領域が、吐出口
に向かう液体の流れ方向に沿って備えられているので、
各気泡発生領域の大きさを異なったものとすれば、各気
泡発生領域で個別に気泡を発生させて吐出口から液体を
吐出することで階調記録が可能となる。
In the liquid discharge head of the present invention configured as described above, since a plurality of bubble generation regions are provided in the liquid flow path along the flow direction of the liquid toward the discharge port,
If the size of each bubble generation region is different, it is possible to perform gradation recording by individually generating bubbles in each bubble generation region and discharging the liquid from the discharge port.

【0025】気泡の発生によって吐出口から液体が吐出
された瞬間では、吐出口から吐出した部分と液流路内の
液体とが繋がった液柱に近い状態となっているが、本発
明では、気泡の成長工程によって可動部材が変位し、こ
の変位した可動部材が規制部に実質的に接触したとき、
液流路は液体の流れ方向に関して実質的に分断される。
このため、気泡の消泡によってか同部材が規制部から離
れるまでは、液流路の上流側からは液体は供給されない
ため、気泡の消泡エネルギーの殆どが吐出口近傍の液体
を上流側へ移動させる力として働くことになる。その結
果、気泡の消泡開始直後においては、吐出口に形成され
たメニスカスが吐出口から液流路内に急速に引き込ま
れ、上記液柱を形成している尾引き部分が素早く切り離
される。これにより、サテライトドットが小さくなり、
印字品位を向上させることができる。
At the moment when the liquid is discharged from the discharge port due to the generation of bubbles, it is in a state close to a liquid column in which the portion discharged from the discharge port and the liquid in the liquid flow path are connected. When the movable member is displaced by the step of growing bubbles, and the displaced movable member substantially contacts the regulating portion,
The liquid flow path is substantially divided with respect to the liquid flow direction.
Therefore, since the liquid is not supplied from the upstream side of the liquid flow path until the member is separated from the regulating portion due to the bubble defoaming, most of the bubble defoaming energy moves the liquid near the discharge port to the upstream side. It will work as a moving force. As a result, immediately after the defoaming of the bubbles is started, the meniscus formed at the discharge port is rapidly drawn into the liquid flow path from the discharge port, and the trailing portion forming the liquid column is quickly separated. This makes satellite dots smaller,
The printing quality can be improved.

【0026】さらに、尾引き部分が素早く切り離される
ことにより、吐出速度が低下せず、また、吐出滴とサテ
ライトドットとの距離も短くなるので、吐出滴の後方で
いわゆるスリップストリーム現象によりサテライトドッ
トが吐出滴に引き寄せられる。その結果、サテライトド
ットが吐出滴と合体し、サテライトドットが殆どない液
体吐出ヘッドを提供することが可能となる。
Further, since the trailing portion is quickly separated, the ejection speed does not decrease, and the distance between the ejected droplet and the satellite dot is shortened. Therefore, the satellite dot is formed behind the ejected droplet by a so-called slipstream phenomenon. It is attracted to the ejected droplet. As a result, it is possible to provide a liquid ejection head in which the satellite dots are united with the ejection droplets and the satellite dots are almost absent.

【0027】さらに、可動部材は上流側の気泡発生領域
に面して配されているので、複数の気泡発生領域を液体
の流れ方向に沿って配置しても可動部材の長さが長くは
ならない。その結果、可動部材の応答性も低下しない。
しかも、可動部材は1つの液流路に対して1つでよいの
で、可動部材を支持するためのスペースも最小限です
み、液体吐出ヘッドが大型化することはない。
Furthermore, since the movable member is arranged so as to face the bubble generating region on the upstream side, even if a plurality of bubble generating regions are arranged along the flow direction of the liquid, the length of the movable member does not become long. . As a result, the responsiveness of the movable member does not deteriorate.
Moreover, since only one movable member is required for one liquid flow path, the space for supporting the movable member is minimized, and the liquid ejection head does not become large.

【0028】本発明の液体吐出方法は、上記本発明の液
体吐出ヘッドを用い、前記各気泡発生領域のうち前記吐
出口に向かう液体の流れ方向に関して下流側の気泡発生
領域で気泡を発生させた後、上流側の気泡発生領域で気
泡を発生させて、各々の気泡発生領域で発生した気泡に
より前記吐出口から液体を吐出することを特徴とする。
In the liquid discharge method of the present invention, the liquid discharge head of the present invention is used, and bubbles are generated in the bubble generation region on the downstream side of the flow direction of the liquid toward the discharge port among the bubble generation regions. After that, bubbles are generated in the bubble generation region on the upstream side, and the liquid is discharged from the discharge ports by the bubbles generated in each bubble generation region.

【0029】このように、各気泡発生領域での気泡発生
のタイミングをずらして吐出口から液体を吐出すること
で、吐出口への液体の流れが差動的に生じるため、吐出
速度を極端に増大させない程度に気泡の成長が持続され
る。その結果、安定的吐出速度で更なる大液滴の吐出が
可能となる。この場合、下流側の気泡発生領域での気泡
の収縮中に上流側の気泡発生領域で気泡を発生させるこ
とが好ましい。
As described above, by discharging the liquid from the discharge port while shifting the timing of bubble generation in each bubble generation region, the liquid flow to the discharge port is differentially generated, and thus the discharge speed is extremely high. Bubble growth is sustained to the extent that it is not increased. As a result, it becomes possible to eject a further large droplet at a stable ejection speed. In this case, it is preferable to generate bubbles in the bubble generating region on the upstream side while the bubbles are contracting in the bubble generating region on the downstream side.

【0030】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できよう。
Other effects of the present invention can be understood from the description of each embodiment.

【0031】なお、本発明の説明で用いる「上流」「下
流」とは、液体の供給源から気泡発生領域(又は可動部
材)を経て、吐出口へ向かう液体の流れ方向に関して、
又はこの構成上の方向に関しての表現として表されてい
る。
The terms "upstream" and "downstream" used in the description of the present invention refer to the direction of flow of the liquid from the liquid supply source through the bubble generation region (or movable member) to the discharge port.
Alternatively, it is expressed as an expression regarding this structural direction.

【0032】また、気泡自体に関する「下流側」とは、
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。同様に、気泡自体に関
する「上流側」と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上流側、又は、発熱体の面
積中心より上流側の領域で発生する気泡を意味する。
The term "downstream side" with respect to the bubbles themselves means
It means a bubble generated in the downstream side with respect to the center of the bubble in the flow direction or the structural direction, or in the region downstream from the center of the area of the heating element. Similarly, the term "upstream side" regarding the bubble itself means a bubble generated in the upstream side with respect to the flow direction or the above structural direction with respect to the center of the bubble, or in the region upstream from the center of area of the heating element. To do.

【0033】また、本発明で用いる可動部材と規制部と
の実質的な「接触」とは、両者の間に数μm程度の液体
が介在した近接状態であっても、直接接触した状態であ
ってもよい。
Further, the substantial "contact" between the movable member and the regulating portion used in the present invention is a state in which the movable member and the regulating portion are in direct contact with each other even when a liquid of about several μm is interposed between them. May be.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0035】図1及び図2は、本発明の一実施形態の液
体吐出ヘッドを液流路方向で切断した断面図で示すとと
もに、液流路内の特徴的な現象を(a)〜(f)の工程
に分けて示したものである。特に、図1は、上流側の発
熱体を駆動したときの特徴的な現象を示し、図2は、下
流側の発熱体を駆動したときの特徴的な現象を示す。
FIG. 1 and FIG. 2 are sectional views of the liquid discharge head according to the embodiment of the present invention cut in the liquid flow path direction, and show characteristic phenomena in the liquid flow path (a) to (f). ) Are shown separately. In particular, FIG. 1 shows a characteristic phenomenon when the upstream heating element is driven, and FIG. 2 shows a characteristic phenomenon when the downstream heating element is driven.

【0036】本形態の液体吐出ヘッドでは、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2,3が平滑な素子基板1
に設けられており、素子基板1上に発熱体2,3に対応
して液流路10が配されている。発熱体2,3は、1つ
の液流路10に対してその長手方向に沿って配置されて
おり、各々独立して発熱可能である。下流側の発熱体3
は、上流側の発熱体2よりも面積が小さく、小さな吐出
量の液滴を吐出することを目的とし、これら2つの発熱
体2,3を適切に駆動することで、吐出量の異なる液滴
の吐出を可能としている。
In the liquid ejection head of this embodiment, as the ejection energy generating element for ejecting the liquid, the element substrate 1 in which the heating elements 2 and 3 for applying the heat energy to the liquid are smooth
The liquid flow path 10 is disposed on the element substrate 1 in correspondence with the heat generating elements 2 and 3. The heating elements 2 and 3 are arranged along the longitudinal direction of one liquid flow path 10 and can generate heat independently. Downstream heating element 3
Has a smaller area than that of the heating element 2 on the upstream side, and aims to eject a small amount of droplets. By appropriately driving these two heating elements 2 and 3, droplets having different ejection amounts are discharged. It is possible to discharge.

【0037】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18から吐出された液体
に見合う量の液体をこの共通液室13から受け取る。符
号Mは吐出液が形成するメニスカスを表し、メニスカス
Mは、吐出口18及びそれに連通する液流路10の内壁
によって発生する毛細管力によって通常負圧である共通
液室13の内圧に対して、吐出口18近傍でつり合って
いる。
The liquid flow path 10 communicates with the discharge port 18 and also with the common liquid chamber 13 for supplying liquid to the plurality of liquid flow paths 10, and the liquid discharged from the discharge port 18 is connected to the common liquid chamber 13. A commensurate amount of liquid is received from this common liquid chamber 13. Reference symbol M represents a meniscus formed by the discharge liquid, and the meniscus M is relative to the internal pressure of the common liquid chamber 13, which is normally a negative pressure due to the capillary force generated by the discharge port 18 and the inner wall of the liquid flow path 10 communicating with it. They are balanced near the discharge port 18.

【0038】液流路10は、発熱体2,3を備えた素子
基板1と天板50が接合されることで構成されており、
発熱体2,3と吐出液との接する面の近傍領域には、発
熱体2,3が急速に加熱されて吐出液に発泡を生じさせ
る気泡発生領域11,12が存在する。液流路10には
可動部材31が、その少なくとも一部が上流側の気泡発
生領域11と対面し、発熱体2,3の発熱により発生す
る気泡の成長に伴って変位可能に配されている。この可
動部材31は吐出口18に向かう下流側に自由端32を
有すると共に、上流側に配置された支持部材34に支持
されている。特に本形態では、上流側へのバック波及び
液体の慣性力に影響する、気泡の上流側半分の成長を抑
制するため、自由端32が気泡発生領域11の中央付近
に配されている。可動部材31が変位するときの支点3
3は、支持部材34における可動部材31の支持部とな
っている。
The liquid flow path 10 is formed by joining the element substrate 1 having the heating elements 2 and 3 and the top plate 50,
In the vicinity of the surface where the heating elements 2 and 3 come into contact with the discharge liquid, there are bubble generation areas 11 and 12 in which the heating elements 2 and 3 are rapidly heated to generate bubbles in the discharge liquid. At least a part of the movable member 31 faces the upstream bubble generating region 11 in the liquid flow path 10 and is arranged so as to be displaceable as the bubble generated by the heat generation of the heating elements 2 and 3 grows. . The movable member 31 has a free end 32 on the downstream side toward the discharge port 18, and is supported by a support member 34 arranged on the upstream side. In particular, in this embodiment, the free end 32 is arranged near the center of the bubble generation region 11 in order to suppress the growth of the upstream half of the bubble that affects the back wave to the upstream side and the inertial force of the liquid. The fulcrum 3 when the movable member 31 is displaced
3 is a support portion of the movable member 31 in the support member 34.

【0039】上流側の気泡発生領域11の中央上方には
ストッパ(規制部)64が位置していて、上流側の発熱
体2の発熱により発生した気泡の上流側半分の成長を抑
制するために可動部材31の変位をある範囲で規制して
いる。共通液室13から吐出口18への流れにおいて、
ストッパ64を境に上流側に、液流路10と比較して相
対的に流路抵抗の低い低流路抵抗領域65が設けられて
いる。この領域65における流路構造は上壁がなかった
り流路断面積が大きいことなどで、液の移動に対し流路
から受ける抵抗を小さくしている。
A stopper (regulating portion) 64 is located above the center of the upstream bubble generating region 11 to suppress the growth of the upstream half of the bubbles generated by the heat generation of the upstream heating element 2. The displacement of the movable member 31 is restricted within a certain range. In the flow from the common liquid chamber 13 to the discharge port 18,
A low flow path resistance region 65 having a flow path resistance relatively lower than that of the liquid flow path 10 is provided on the upstream side of the stopper 64 as a boundary. The flow channel structure in this region 65 has no upper wall or has a large flow channel cross-sectional area, so that the resistance received from the flow channel with respect to the movement of the liquid is reduced.

【0040】以上の構成により、変位した可動部材31
とストッパ64との接触によって、気泡発生領域11,
12を有する液流路10が吐出口18を除いて、実質的
に閉じた空間になるという従来にない特徴的なヘッド構
造を提案している。
With the above structure, the displaced movable member 31
By the contact between the stopper 64 and the stopper 64,
It proposes a unique head structure in which the liquid flow path 10 having 12 is a substantially closed space except for the discharge port 18, which has not been achieved in the past.

【0041】以下に、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。上記のように、本実施
形態の液体吐出ヘッドは1つの液流路10に対して2つ
の発熱体2,3を備えているので、どちらの発熱体2,
3を駆動するかによって複数の吐出モードを有する。
The ejection operation of the liquid ejection head of this embodiment will be described in detail below. As described above, since the liquid ejection head of this embodiment includes the two heating elements 2 and 3 for one liquid flow path 10, which heating element 2 or 2 is used.
It has a plurality of ejection modes depending on whether 3 is driven.

【0042】まず、上流側の発熱体2を駆動した場合の
吐出動作について、図1を参照して説明する。
First, the discharge operation when the heating element 2 on the upstream side is driven will be described with reference to FIG.

【0043】図1(a)では、発熱体2に電気エネルギ
ー等のエネルギーが印加される前の状態であり、発熱体
2が熱を発生する前の状態を示す。ここで重要なこと
は、可動部材31が、発熱体2の発熱によって発生する
気泡に対し、この気泡の上流側半分に対面する位置に設
けられており、かつ、可動部材31の変位を規制するス
トッパ64が上流側の気泡発生領域11の中央上方に設
けられていることである。つまり、液流路構造と可動部
材31の配置位置とによって、気泡の上流側半分が可動
部材31に押え込まれるようになっている。
FIG. 1 (a) shows a state before energy such as electric energy is applied to the heating element 2, and shows a state before the heating element 2 generates heat. What is important here is that the movable member 31 is provided at a position facing the upstream half of the bubble generated by the heat generation of the heating element 2 and restricts the displacement of the movable member 31. That is, the stopper 64 is provided above the center of the bubble generating region 11 on the upstream side. That is, depending on the liquid flow path structure and the arrangement position of the movable member 31, the upstream half of the bubble is pressed into the movable member 31.

【0044】図1(b)では、気泡発生領域11内を満
たす液体の一部が発熱体2によって加熱され、膜沸騰に
伴う気泡40が最大に成長した状態を示す。このとき、
気泡40の発生に基づく圧力により液流路10内の液体
が下流側及び上流側に移動し、上流側においては気泡4
0の成長により可動部材31が変位し、下流側において
は吐出口18から吐出滴66が飛び出そうとしている。
ここで、上流側すなわち共通液室13方向への液体の移
動は、低流路抵抗領域65によって大きな流れとなる
が、可動部材31はストッパ64に接近または接触する
まで変位すると、それ以上の変位が規制されるため、上
流方向への液体の移動もそこで大きく制限される。同時
に、気泡40の上流側への成長も可動部材31で制限さ
れる。しかしながら、上流方向への液体の移動力は大き
いため、可動部材31は上流方向へ引っ張られたかたち
の応力を大きく受けている。さらに、可動部材31で成
長を制限された気泡40の一部は、液流路10を形成す
る両側壁と可動部材31の側部との僅かな間隙を通り、
可動部材31の上面側に隆起している。この隆起した気
泡を本明細書では「隆起気泡(41)」と呼ぶこととす
る。
FIG. 1B shows a state in which part of the liquid filling the bubble generation region 11 is heated by the heating element 2 and the bubbles 40 accompanying the film boiling have grown to the maximum. At this time,
The liquid in the liquid flow path 10 moves to the downstream side and the upstream side by the pressure based on the generation of the bubbles 40, and the bubbles 4
The movable member 31 is displaced by the growth of 0, and the discharge droplet 66 is about to be ejected from the discharge port 18 on the downstream side.
Here, the movement of the liquid on the upstream side, that is, in the direction of the common liquid chamber 13 becomes a large flow due to the low flow path resistance region 65, but when the movable member 31 is displaced until it approaches or contacts the stopper 64, further displacement occurs Therefore, the movement of the liquid in the upstream direction is also largely restricted there. At the same time, the growth of the bubbles 40 on the upstream side is also limited by the movable member 31. However, since the moving force of the liquid in the upstream direction is large, the movable member 31 receives a large amount of stress in the form of being pulled in the upstream direction. Further, some of the bubbles 40, the growth of which is restricted by the movable member 31, pass through a slight gap between both side walls forming the liquid flow path 10 and the side portion of the movable member 31,
It is raised on the upper surface side of the movable member 31. This raised bubble will be referred to as "raised bubble (41)" in the present specification.

【0045】図1(c)では、前述した膜沸騰の後に気
泡内部の負圧が液流路内の下流側への液体の移動に打ち
勝って、気泡40の収縮が開始された状態を示す。この
時点では、気泡成長による液体の上流方向への力が大き
く残るため、気泡40の収縮開始後一定の間は可動部材
31は未だストッパ64に接触された状態であり、気泡
40の収縮の多くは吐出口18から上流方向への液移動
を生じさせる。つまり、図1(b)に示した段階の直後
は、変位した可動部材31とストッパ64との接触によ
って、気泡発生領域11を有する液流路10が吐出口1
8を除いて、実質的に閉じた空間になっているため、気
泡40の収縮エネルギーは吐出口18近傍の液体を上流
方向へ移動させる力として働く。したがって、メニスカ
スMはこの時点で吐出口18から液流路10内に大きく
引き込まれ、吐出液滴66と繋がっている液柱を強い力
ですばやく切り離すことになる。その結果、図1(d)
に示すように、吐出口18の外側にとり残される液滴す
なわちサテライト(副滴)67が少なくなる。
FIG. 1C shows a state in which the negative pressure inside the bubbles overcomes the movement of the liquid to the downstream side in the liquid flow path after the film boiling described above, and the contraction of the bubbles 40 is started. At this point, since a large force of the liquid in the upstream direction due to bubble growth remains, the movable member 31 is still in contact with the stopper 64 for a certain period after the start of contraction of the bubble 40, and most of the contraction of the bubble 40 occurs. Causes the liquid to move from the discharge port 18 in the upstream direction. That is, immediately after the step shown in FIG. 1B, the liquid flow path 10 having the bubble generation region 11 is brought into contact with the discharge port 1 by the contact between the displaced movable member 31 and the stopper 64.
Since the space is substantially closed except for 8, the contraction energy of the bubble 40 acts as a force for moving the liquid in the vicinity of the discharge port 18 in the upstream direction. Therefore, at this point, the meniscus M is largely drawn into the liquid flow path 10 from the ejection port 18, and the liquid column connected to the ejection droplet 66 is quickly separated with a strong force. As a result, FIG. 1 (d)
As shown in FIG. 7, the droplets, that is, satellites (sub-droplets) 67 left outside the ejection port 18 are reduced.

【0046】図1(d)では、消泡工程が終了し吐出液
滴66とメニスカスMが分断された状態を示す。低流路
抵抗領域65では液体の上流方向の移動力に対し可動部
材31の反発力が勝り、可動部材31の下方変位とそれ
に伴う低流路抵抗領域65での下流方向への流れとが開
始される。これと同時に、低流路抵抗領域65での下流
方向への流れは流路抵抗が小さい為、急速に大きな流れ
となってストッパ64部分を介し液流路10へ流れ込
む。これにより、メニスカスMを液流路10内へと急速
に引き込む流れが急に低下するため、メニスカスMは吐
出口18から外側に残った液柱部分を引き込みながら比
較的低速で発泡前の位置へ戻り始める。したがって、メ
ニスカスの振動を高速に収束させることができる。
FIG. 1D shows a state in which the discharge bubble 66 is separated from the meniscus M after the defoaming process is completed. In the low flow path resistance region 65, the repulsive force of the movable member 31 exceeds the moving force of the liquid in the upstream direction, and the downward displacement of the movable member 31 and the subsequent flow in the low flow path resistance region 65 in the downstream direction start. To be done. At the same time, the flow in the downstream direction in the low flow resistance region 65 has a small flow resistance, so that it rapidly becomes a large flow and flows into the liquid flow path 10 via the stopper 64 portion. As a result, the flow that rapidly draws the meniscus M into the liquid flow path 10 suddenly decreases, so that the meniscus M draws the liquid column portion remaining outside from the discharge port 18 to a position before foaming at a relatively low speed. Start returning. Therefore, the vibration of the meniscus can be converged at high speed.

【0047】一方、吐出滴66とその直後に存在するサ
テライト67は図1(c)における急速なメニスカス引
き込みによって極めて近接しており、吐出滴66の飛翔
の後方に生じる空気の渦により吐出滴に引き寄せられる
力を受ける現象、いわゆるスリップストリーム現象が発
生する。
On the other hand, the ejected droplet 66 and the satellite 67 existing immediately thereafter are extremely close to each other due to the rapid meniscus drawing in FIG. 1C, and the ejected droplet 66 becomes an ejected droplet due to the vortex of air generated after the flight of the ejected droplet 66. A phenomenon called a slipstream phenomenon occurs, which receives a force attracted.

【0048】この現象について詳しく説明する。旧来か
らの液体吐出ヘッドでは吐出口から液体が吐出された瞬
間に液滴が球体を形成することはなく、先端に球状部を
持つ液柱に近い状態で吐出される。そして、尾引きの部
分が主滴とメニスカスの両方に引っ張られてメニスカス
より切り離されたときに尾引きの部分からサテライトド
ットが形成され、主滴と共に被記録体へ飛翔することが
知られている。サテライトドットは主滴よりも後から飛
翔するため、メニスカスにも引っ張られていた分だけ吐
出速度が低く、その着弾位置が主滴とずれて、印字品位
が劣化してしまう。本発明による液体吐出ヘッドでは、
前述のようにメニスカスを後退させる力が旧来の液体吐
出ヘッドよりも大きいため、主滴が吐出した後の尾引き
部分を引っ張る力が強く、尾引き部分とメニスカスを切
り離す力が強くなってこの切り離すタイミングも早くな
る。したがって、尾引き部分から形成されるサテライト
ドットが小さくなり、また主滴とサテライトドットとの
距離が短くなる。さらに、尾引き部分がいつまでもメニ
スカスに引っ張られ続けないため、吐出速度が低下せ
ず、吐出滴66の後方でいわゆるスリップストリーム現
象によりサテライト67が引き寄せられる。
This phenomenon will be described in detail. In the conventional liquid ejection head, the droplet does not form a sphere at the moment when the liquid is ejected from the ejection port, and is ejected in a state close to a liquid column having a spherical portion at the tip. It is known that when the trailing portion is pulled by both the main droplet and the meniscus and separated from the meniscus, satellite dots are formed from the trailing portion and fly to the recording medium together with the main droplet. . Since the satellite dots fly after the main droplet, the ejection speed is low because the satellite dot is pulled by the meniscus, and the landing position of the satellite dot deviates from the main droplet, deteriorating the print quality. In the liquid ejection head according to the present invention,
As described above, since the force for retracting the meniscus is larger than that of the conventional liquid ejection head, the force for pulling the tailing portion after the main droplet is ejected is strong, and the force for separating the tailing portion and the meniscus becomes strong, and this separation is performed. The timing will be earlier. Therefore, the satellite dots formed from the trailing portion become smaller, and the distance between the main droplet and the satellite dot becomes shorter. Furthermore, since the trailing portion does not continue to be pulled by the meniscus, the ejection speed does not decrease, and the satellite 67 is attracted by the so-called slipstream phenomenon behind the ejection droplet 66.

【0049】図1(e)では図1(d)の状態がさらに
進んだ状態を示す。サテライト67はさらに吐出滴66
に近接し同時に引き寄せられ、スリップストリーム現象
による引き力も増大する。一方、上流側から吐出口18
方向への液体移動は、可動部材31の変位オーバーシュ
ートで初期位置より下方に変位することで上流側からの
液体の引き込みと吐出口18方向への液体の押し出し現
象を生じさせる。しかも、ストッパ64が存在する液流
路の断面積拡大によって吐出口18方向への液流れが増
大し、メニスカスMの吐出口18への復帰が加速する。
この事により、本形態におけるリフィル特性は飛躍的に
向上する。
FIG. 1E shows a further advanced state of the state of FIG. 1D. The satellite 67 has a further drop 66.
And are attracted at the same time, and the pulling force due to the slipstream phenomenon also increases. On the other hand, from the upstream side, the discharge port 18
The movement of the liquid in the direction causes displacement of the movable member 31 below the initial position to cause the liquid to be drawn in from the upstream side and the liquid to be ejected toward the ejection port 18. In addition, the cross-sectional area of the liquid flow path in which the stopper 64 is present is increased to increase the liquid flow in the direction of the discharge port 18 and accelerate the return of the meniscus M to the discharge port 18.
As a result, the refill characteristics in this embodiment are dramatically improved.

【0050】図1(f)では、図1(e)の状態がさら
に進み、サテライト67が吐出滴66にとり込まれた状
態を示す。この吐出滴66とサテライト67の合体は他
の実施形態でも吐出毎に必ずしも起きる現象ではなく、
条件によって起きる場合と起きない場合がある。しか
し、サテライトの量を少なくとも減少または消滅させる
ことで、主滴とサテライトドットとの着弾位置が被記録
体上で殆どずれず印字品位に与える影響が極めて小さく
なる。すなわち、画像のシャープネスを高め印字品位を
向上させるとともに、ミストとなって印字媒体や記録装
置内を汚すなどの弊害を低減することができる。
In FIG. 1F, the state of FIG. 1E is further advanced, and the satellite 67 is taken into the ejected droplet 66. The combination of the discharge droplet 66 and the satellite 67 does not always occur in each discharge even in the other embodiments.
It may or may not occur depending on the conditions. However, by at least reducing or eliminating the amount of satellites, the landing positions of the main droplets and satellite dots hardly shift on the recording medium, and the influence on print quality becomes extremely small. That is, the sharpness of the image can be enhanced to improve the printing quality, and the harmful effects such as becoming a mist and contaminating the inside of the printing medium or the recording apparatus can be reduced.

【0051】一方、可動部材31はそのオーバーシュー
トの反動で再びストッパ64の方向への変位を生じる。
これは可動部材31の形状及びヤング率、液流路内の液
体の粘度、比重で決まる減衰振動により収束し、最終的
には初期位置で停止する。
On the other hand, the movable member 31 is displaced in the direction of the stopper 64 again by the reaction of the overshoot.
This converges due to the damping vibration determined by the shape and Young's modulus of the movable member 31, the viscosity of the liquid in the liquid flow path, and the specific gravity, and finally stops at the initial position.

【0052】可動部材31の上方変位によって共通液室
13側から吐出口18方向への液体の流れは制御され、
メニスカスMの動きは吐出口近傍ですみやかに収束す
る。よって、メニスカスのオーバーシュート現象など
の、吐出状態を不安定にし印字品位を低下する要因を大
きく低減することができる。
The upward displacement of the movable member 31 controls the flow of liquid from the common liquid chamber 13 side toward the discharge port 18,
The movement of the meniscus M quickly converges near the discharge port. Therefore, it is possible to greatly reduce the factors such as the overshoot phenomenon of the meniscus, which makes the ejection state unstable and deteriorates the printing quality.

【0053】ここで、上流側の発熱体2を駆動した場合
の更なる特徴的な効果について説明する。
Here, further characteristic effects when the heating element 2 on the upstream side is driven will be described.

【0054】図3は図1(b)に示した一部のヘッドの
透視斜視図であり、ノズルを透視して破線で示す以外は
基本的に図1(b)と同じ状態を示すものである。本実
施形態では、液流路10を構成する壁の両側壁面と可動
部材31の両側部には僅かながらにクリアランスが存在
し、可動部材31のスムーズな変位を可能にしている。
さらに、発熱体2による発泡の成長工程において、気泡
40は可動部材31を変位させるとともに、前記クリア
ランスを介し可動部材31の上面側へ隆起して低流路抵
抗領域65に若干侵入する。この侵入した隆起気泡41
は可動部材31の背面(気泡発生領域11と反対面)に
回り込むことで可動部材31のブレを抑え、吐出特性を
安定化する。
FIG. 3 is a see-through perspective view of a part of the head shown in FIG. 1 (b), which basically shows the same state as that shown in FIG. 1 (b) except that the nozzle is seen through and shown by a broken line. is there. In this embodiment, there is a slight clearance between both side wall surfaces of the wall forming the liquid flow path 10 and both side portions of the movable member 31 to allow the movable member 31 to be smoothly displaced.
Further, in the step of growing foam by the heating element 2, the bubble 40 displaces the movable member 31 and bulges toward the upper surface side of the movable member 31 through the clearance and slightly enters the low flow path resistance region 65. This rising bubble 41
Wraps around the back surface of the movable member 31 (the surface opposite to the bubble generation region 11) to suppress the blurring of the movable member 31 and stabilize the ejection characteristics.

【0055】さらに、気泡40の消泡工程において、隆
起気泡41が低流路抵抗領域65から気泡発生領域11
への液流を促進させ、前述した、吐出口18側からの高
速なメニスカス引き込みと相まって、消泡をすみやかに
完了させる。特に、隆起気泡41が引き起こす液流によ
って可動部材31や液流路10のコーナーに気泡を蓄留
させることがほとんどない。
Further, in the defoaming process of the bubble 40, the raised bubble 41 is moved from the low flow path resistance region 65 to the bubble generation region 11
The liquid flow to the nozzle is accelerated, and the defoaming is promptly completed in combination with the above-described high-speed drawing of the meniscus from the discharge port 18 side. In particular, the liquid flow caused by the raised bubbles 41 hardly accumulates the bubbles in the movable member 31 or the corners of the liquid flow path 10.

【0056】次に、下流側の発熱体3を駆動した場合の
吐出動作について、図2を参照して説明する。
Next, the discharge operation when the downstream heating element 3 is driven will be described with reference to FIG.

【0057】図2(b)では、下流側の発熱体3の駆動
によって、気泡発生領域12内の液体の一部が加熱さ
れ、膜沸騰に伴う気泡42が最大に成長した状態を示
す。この際、下流側では、吐出口18から吐出滴68が
飛び出そうとしている。この吐出滴の大きさは、上流側
の発熱体2の駆動に伴って吐出される吐出滴66(図1
参照)の大きさよりも小さい。一方、上流側では液体の
流れが発生するが、その流れで可動部材31がある程度
変位するため、上流側への液体の流れは制限される。
FIG. 2B shows a state in which a part of the liquid in the bubble generation region 12 is heated by the driving of the heating element 3 on the downstream side, and the bubbles 42 accompanying the film boiling have grown to the maximum. At this time, on the downstream side, the ejection droplet 68 is about to fly out from the ejection port 18. The size of the discharged droplet 66 is the same as that of the discharged droplet 66 (see FIG. 1) that is discharged when the upstream heating element 2 is driven.
Smaller than the size of (see). On the other hand, although a liquid flow is generated on the upstream side, the movable member 31 is displaced to some extent by the flow, so that the liquid flow on the upstream side is restricted.

【0058】図2(c)では、気泡42の収縮工程を示
す。この際、気泡42から吐出口18までの流路抵抗に
対して、気泡42から共通液室13までの流路抵抗は、
距離が長い上に、可動部材31とストッパ64による流
路断面が小さい領域によってかなり大きくなっているた
め、気泡42の消泡点は発熱体3の中心よりも上流側に
ずれる。このことは、メニスカスMの引き込みを大きく
することを意味し、これにより、吐出滴68は十分な吐
出速度を保った上に、吐出量を小さく抑えることができ
る。
FIG. 2C shows the process of shrinking the bubbles 42. At this time, the flow path resistance from the bubble 42 to the common liquid chamber 13 is different from the flow path resistance from the bubble 42 to the discharge port 18.
Since the distance is long and the flow passage cross section of the movable member 31 and the stopper 64 is considerably large, the defoaming point of the bubble 42 is displaced upstream from the center of the heating element 3. This means that the pulling-in of the meniscus M is increased, whereby the ejection amount of the ejection droplet 68 can be kept small and the ejection amount can be kept small.

【0059】図2(d)では、消泡工程が終了し、吐出
滴68とメニスカスMが分断された状態を示す。この状
態では、気泡42の消泡後、可動部材31が下方に変位
するため、ここでの流路抵抗も小さく、メニスカスMの
復帰が高速で行われる。
FIG. 2D shows a state in which the discharging bubble 68 and the meniscus M are separated after the defoaming process is completed. In this state, since the movable member 31 is displaced downward after the bubbles 42 are defoamed, the flow path resistance here is also small, and the meniscus M is restored at high speed.

【0060】図2(e)では、可動部材31が反動で上
方に変位することで、上流側からの高速液流を抑制し、
メニスカスMの動作を急速に収束させている。これは、
図1の場合と同様に、メニスカスMの安定による吐出状
態の安定化が可能となり、印字品位の向上につながる。
In FIG. 2 (e), the movable member 31 is displaced upward by reaction so that the high-speed liquid flow from the upstream side is suppressed,
The movement of the meniscus M is rapidly converged. this is,
As in the case of FIG. 1, the ejection state can be stabilized by stabilizing the meniscus M, which leads to an improvement in print quality.

【0061】以上説明したように、図1で説明した上流
側の発熱体2による大液滴と、図2で説明した下流側の
発熱体3による小液滴の吐出により、本実施形態の液体
吐出ヘッドは、大液滴による高速印字と、小液滴による
高画質印字を実現する。
As described above, the liquid of the present embodiment is produced by the large droplets discharged by the upstream heating element 2 described in FIG. 1 and the small droplets discharged by the downstream heating element 3 described in FIG. The ejection head realizes high-speed printing with large droplets and high-quality printing with small droplets.

【0062】特に、大液滴用の発熱体2を小液滴用の発
熱体3の上流側に位置させるとともに、発熱体3による
気泡40を中央領域でストッパ64と可動部材31とで
分断させるため、大液滴及び小液滴を安定的かつ高速に
吐出することができ、また、サテライトの低減やメニス
カス振動の低減による高品位の印字が得られる。さらに
詳しく説明すれば、大小の液滴を安定的に吐出するため
には、各々の液滴の吐出速度をあるレベル以上にする必
要がある。本発明の場合、小液滴用の発熱体3を吐出口
18に近い側に配置し、吐出速度を向上させると同時
に、可動部材31の作用でメニスカスMの引き込み速度
を高め、吐出量が増大するのを抑えている。また、大液
滴用の発熱体2を上流側に配置すると、気泡40が共通
液室13側へ大きく成長するのを可動部材31が抑える
ことで、信頼性の高い吐出状態を維持することができ
る。
In particular, the heating element 2 for large droplets is located upstream of the heating element 3 for small droplets, and the bubbles 40 generated by the heating element 3 are divided by the stopper 64 and the movable member 31 in the central region. Therefore, large droplets and small droplets can be discharged stably and at high speed, and high-quality printing can be obtained by reducing satellites and meniscus vibration. More specifically, in order to stably eject large and small droplets, it is necessary to set the ejection speed of each droplet to a certain level or higher. In the case of the present invention, the heating element 3 for small liquid droplets is arranged on the side closer to the ejection port 18 to improve the ejection speed, and at the same time, the action of the movable member 31 increases the drawing speed of the meniscus M to increase the ejection amount. I'm suppressing it. Further, when the heating element 2 for large droplets is arranged on the upstream side, the movable member 31 suppresses the large growth of the bubbles 40 to the common liquid chamber 13 side, so that a highly reliable ejection state can be maintained. it can.

【0063】さらに、可動部材31は液流路10に対し
て1つだけ設けられているので、各発熱体2,3ごとに
可動部材を設けた場合に比べて、可動部材を支持するた
めに必要な素子基板1上のスペースが最小限ですむ。ま
た、可動部材31の自由端32は上流側の発熱体2の上
方に位置しているので可動部材31の長さも長くなら
ず、気泡40,42の成長に伴う可動部材31の変位の
際の応答性も良好である。従って、発熱体2,3を高周
波数で駆動しても可動部材31は液流路10内の液体及
び気泡40,42に対して確実に作用することになる。
Further, since only one movable member 31 is provided for the liquid flow path 10, in order to support the movable member as compared with the case where a movable member is provided for each of the heating elements 2 and 3. The required space on the element substrate 1 is minimized. Further, since the free end 32 of the movable member 31 is located above the heating element 2 on the upstream side, the length of the movable member 31 does not become long, and the movable member 31 is displaced when the bubbles 40 and 42 grow. Responsiveness is also good. Therefore, even if the heating elements 2 and 3 are driven at a high frequency, the movable member 31 reliably acts on the liquid and the bubbles 40 and 42 in the liquid flow path 10.

【0064】以上、2つの発熱体2,3を個別に駆動し
て液体を吐出する場合を説明したが、2つの発熱体2,
3を同時に駆動してさらに大液滴を吐出することもでき
る。以下に、2つの発熱体2,3を同時に駆動してさら
に大液滴を吐出する方法を、図4を参照して説明する。
The case where the two heating elements 2 and 3 are individually driven to eject the liquid has been described above.
It is also possible to drive 3 at the same time to eject a larger droplet. Hereinafter, a method of driving the two heating elements 2 and 3 at the same time to eject larger droplets will be described with reference to FIG.

【0065】さらに大液滴を吐出しようとして発熱体
2,3を同時に駆動すると、吐出量は増大するものの、
サテライトの増大などによる印字品位低下を引き起こす
が、本発明では、下流側の発熱体3を駆動した後、タイ
ミングをずらして上流側の発熱体3を駆動することで、
安定的に吐出量の増大を実現している。
When the heating elements 2 and 3 are simultaneously driven to eject a large droplet, the ejection amount increases, but
Although the print quality is deteriorated due to an increase in satellites or the like, in the present invention, after the downstream heating element 3 is driven, the upstream heating element 3 is driven at a different timing,
A stable increase in the discharge amount is realized.

【0066】まず、図4(a)に示すように、下流側の
発熱体3を駆動して気泡42を発生させ、この発熱体3
の駆動後、約5〜15μs後に、図4(b)に示すよう
に、上流側の発熱体3により気泡40を発生させる。こ
のとき、下流側の発熱体3により発生した気泡42は収
縮工程に移っているが、それよりも大体積の気泡40に
より、吐出口18への液体の流れは、差動的に生じるた
め、吐出速度を極端に増大させない程度に後吐出を持続
することになり、安定的吐出速度(通常、8〜20m/
s、好ましくは10〜18m/s)で、さらなる大液滴
の吐出を実現することができる。
First, as shown in FIG. 4A, the heating element 3 on the downstream side is driven to generate bubbles 42, and the heating element 3 is generated.
After about 5 to 15 μs after driving, the bubble 40 is generated by the heating element 3 on the upstream side, as shown in FIG. 4B. At this time, the bubbles 42 generated by the heating element 3 on the downstream side have moved to the shrinking step, but the bubbles 40 having a larger volume than that cause the liquid flow to the discharge port 18 differentially, The post-ejection is continued to the extent that the ejection speed is not extremely increased, and a stable ejection speed (usually 8 to 20 m /
s, preferably 10 to 18 m / s), it is possible to realize ejection of larger droplets.

【0067】図4(c)では、気泡40,42の消泡と
可動部材31の変位状態により、高速にメニスカスMを
引き込み、サテライトの減少をも実現する。図4(d)
以降の工程は、基本的に図1(d)以降の工程と同様の
作用効果が生じる。
In FIG. 4 (c), the meniscus M is drawn in at high speed by the defoaming of the bubbles 40 and 42 and the displacement state of the movable member 31, and the satellite is also reduced. Figure 4 (d)
In the subsequent steps, basically, the same operational effects as those in the step of FIG.

【0068】(その他の実施の形態)以下、上述した液
体吐出方法を用いたヘッドに適用可能な様々な形態例を
説明する。
(Other Embodiments) Various embodiments applicable to the head using the above-described liquid ejecting method will be described below.

【0069】<可動部材>図5は可動部材31の他の形
状を示すものである。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、可動部材の剛性が向上する形状である。
<Movable Member> FIG. 5 shows another shape of the movable member 31. The figure (a) is a rectangular shape, the figure (b) is a shape in which the fulcrum side is narrow and the shape of the movable member is easy to operate, and the figure (c) is wide in the fulcrum side and the movable member is The shape improves the rigidity of the.

【0070】先の実施形態においては、可動部材31は
厚さ5μmのニッケルで構成したが、これに限られるこ
となく可動部材を構成する材質としては吐出液に対して
耐溶剤性があり、可動部材として良好に動作するための
弾性を有しているものであればよい。
In the previous embodiment, the movable member 31 was made of nickel having a thickness of 5 μm. However, the material constituting the movable member is not limited to this, it has solvent resistance to the discharge liquid, and is movable. Any member may be used as long as it has elasticity so that it can operate well as a member.

【0071】可動部材31の材料としては、耐久性の高
い、銀、ニッケル、金、鉄、チタン、アルミニュウム、
白金、タンタル、ステンレス、りん青銅等の金属、およ
びその合金、または、アクリロニトリル、ブタジエン、
スチレン等のニトリル基を有する樹脂、ポリアミド等の
アミド基を有する樹脂、ポリカーボネイト等のカルボキ
シル基を有する樹脂、ポリアセタール等のアルデヒド基
を持つ樹脂、ポリサルフォン等のスルホン基を持つ樹
脂、そのほか液晶ポリマー等の樹脂およびその化合物、
耐インク性の高い、金、タングステン、タンタル、ニッ
ケル、ステンレス、チタン等の金属、これらの合金およ
び耐インク性に関してはこれらを表面にコーティングし
たもの若しくは、ポリアミド等のアミド基を有する樹
脂、ポリアセタール等のアルデヒド基を持つ樹脂、ポリ
エーテルエーテルケトン等のケトン基を有する樹脂、ポ
リイミド等のイミド基を有する樹脂、フェノール樹脂等
の水酸基を有する樹脂、ポリエチレン等のエチル基を有
する樹脂、ポリプロピレン等のアルキル基を持つ樹脂、
エポキシ樹脂等のエポキシ基を持つ樹脂、メラミン樹脂
等のアミノ基を持つ樹脂、キシレン樹脂等のメチロール
基を持つ樹脂およびその化合物、さらに二酸化珪素、チ
ッ化珪素等のセラミックおよびその化合物が望ましい。
本発明における可動部材31としてはμmオーダーの厚
さを対象にしている。
As the material of the movable member 31, silver, nickel, gold, iron, titanium, aluminum, which has high durability,
Metals such as platinum, tantalum, stainless steel, phosphor bronze, and their alloys, or acrylonitrile, butadiene,
Resins having nitrile groups such as styrene, resins having amide groups such as polyamide, resins having carboxyl groups such as polycarbonate, resins having aldehyde groups such as polyacetal, resins having sulfone groups such as polysulfone, and other liquid crystal polymers, etc. Resin and its compounds,
Metals with high ink resistance such as gold, tungsten, tantalum, nickel, stainless steel, and titanium, alloys of these, and those having ink resistance coated on the surface, resins having amide groups such as polyamide, polyacetal, etc. Resin having aldehyde group, resin having ketone group such as polyetheretherketone, resin having imide group such as polyimide, resin having hydroxyl group such as phenol resin, resin having ethyl group such as polyethylene, alkyl such as polypropylene Resin with a base,
A resin having an epoxy group such as an epoxy resin, a resin having an amino group such as a melamine resin, a resin having a methylol group such as a xylene resin and a compound thereof, and a ceramic such as silicon dioxide and silicon nitride and a compound thereof are preferable.
The thickness of the μm order is targeted as the movable member 31 in the present invention.

【0072】次に、発熱体と可動部材の配置関係につい
て説明する。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液の流れを適正し制御して有効に
利用することが可能となる。
Next, the positional relationship between the heating element and the movable member will be described. By the optimal arrangement of the heating element and the movable member,
The flow of the liquid at the time of foaming by the heating element can be properly controlled and effectively used.

【0073】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。
By applying energy such as heat to the ink, a state change accompanied by a sharp volume change (generation of bubbles) is generated in the ink, and the action force based on the state change ejects the ink from the ejection port. In the conventional ink jet recording method, that is, a so-called bubble jet recording method, in which an image is formed by adhering the ink onto a recording medium, the conventional method shown in FIG.
As shown in (1), it can be seen that there is a non-foaming effective region S that does not contribute to ink ejection, although the heating element area and the ink ejection amount are in a proportional relationship. Further, from the state of kogation on the heating element, it can be seen that the non-foaming effective area S exists around the heating element. From these results, it is considered that the width of about 4 μm around the heating element is not involved in foaming.

【0074】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
の直上が可動部材に対し有効に作用する領域であるが、
本発明の場合、気泡発生領域のほぼ中央領域(実際には
中央から液の流れ方向に±約10μmの範囲)の上流側
と下流側の気泡の液路内の液流に対する作用を、独立的
に作用せしめる段階と総合的に作用せしめる段階とを区
分せしめることに着目し、中央領域より上流側が可動部
材の可動領域で対面するように、可動部材を配置するの
が極めて重要であると、言える。本実施例においては、
発泡有効領域を発熱体周囲から約4μm以上内側とした
が、発熱体の種類や形成方法によっては、これに限定さ
れるものではない。
Therefore, in order to effectively use the foaming pressure, the region directly above the foaming effective region of about 4 μm or more from the periphery of the heating element is the region that effectively acts on the movable member.
In the case of the present invention, the action of the bubbles on the upstream side and the downstream side of the bubble in the bubble generation region (actually within a range of ± 10 μm in the liquid flow direction from the center) on the liquid flow in the liquid passage is independently controlled. It can be said that it is extremely important to arrange the movable member so that the upstream side from the central region faces the movable region of the movable member, focusing on the distinction between the stage where the movable member and the stage where the movable member is totally acted on. . In this embodiment,
Although the effective foaming area is set to be approximately 4 μm or more inside from the periphery of the heating element, it is not limited to this depending on the type of the heating element and the forming method.

【0075】<素子基板>次に、素子基板の構成につい
て説明する。
<Element Substrate> Next, the structure of the element substrate will be described.

【0076】図7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7(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。
7A and 7B are vertical sectional views of the liquid discharge head of the present invention. FIG. 7A shows a head having a protective film described later, and FIG. 7B shows it without a protective film. .

【0077】液流路10、液流路10と連通する吐出口
18、低流路抵抗領域65および共通液室13を構成す
る溝を設けた天板50が素子基板1上に配されている。
The liquid flow path 10, the discharge port 18 communicating with the liquid flow path 10, the low flow path resistance region 65, and the top plate 50 provided with the groove forming the common liquid chamber 13 are arranged on the element substrate 1. .

【0078】素子基板1には、シリコン等の基体107
に絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸化膜またはチ
ッ化シリコン膜106を成膜し、その上に発熱体2,3
を構成するハフニュウムボライド(HfB2)、チッ化
タンタル(TaN)、タンタルアルミ(TaAl)等の
電気抵抗層105(0.01〜0.2μm厚)とアルミ
ニュウム等の配線電極104(0.2〜1.0μm厚)
を図7(a)のようにパターニングしている。この配線
電極104から抵抗層105に電圧を印加し、抵抗層に
電流を流し発熱させる。配線電極間の抵抗層上には、酸
化シリコンやチッ化シリコン等の保護層103を0.1
〜2.0μm厚で形成し、さらにそのうえにタンタル等
の耐キャビテーション層102(0.1〜0.6μm
厚)が成膜されており、インク等の各種の液体から抵抗
層105を保護している。
The element substrate 1 has a base 107 made of silicon or the like.
A silicon oxide film or a silicon nitride film 106 for the purpose of insulation and heat storage is formed on the above, and heating elements 2, 3 are formed thereon.
Of the hafnium boride (HfB2), tantalum nitride (TaN), tantalum aluminum (TaAl) or the like, and an electric resistance layer 105 (0.01 to 0.2 μm thick) and a wiring electrode 104 (0.2) of aluminum or the like. ~ 1.0 μm thickness)
Is patterned as shown in FIG. A voltage is applied from the wiring electrode 104 to the resistance layer 105, and a current is passed through the resistance layer to generate heat. A protective layer 103 such as silicon oxide or silicon nitride is formed on the resistance layer between the wiring electrodes by 0.1.
˜2.0 μm thick, and a cavitation resistant layer 102 (0.1 to 0.6 μm) made of tantalum or the like.
Is formed to protect the resistance layer 105 from various liquids such as ink.

【0079】特に、気泡の発生、消泡の際に発生する圧
力や衝撃波は非常に強く、堅くてもろい酸化膜の耐久性
を著しく低下させるため、金属材料のタンタル(Ta)
等が耐キャビテーション層102として用いられる。
In particular, the pressure and shock waves generated when bubbles are generated and defoamed are very strong, and the durability of a hard and brittle oxide film is significantly reduced. Therefore, tantalum (Ta) which is a metal material is used.
Etc. are used as the anti-cavitation layer 102.

【0080】また、液体、液流路構成、抵抗材料の組み
合わせにより、上述の抵抗層105に保護層103を必
要としない構成でもよくその例を図7(b)に示す。こ
のような保護層103を必要としない抵抗層105の材
料としてはイリジュウム−タンタル−アルミ合金等が挙
げられる。
Further, depending on the combination of the liquid, the liquid flow path structure, and the resistance material, the above-mentioned resistance layer 105 may not need the protective layer 103, and an example thereof is shown in FIG. 7B. Examples of the material of the resistance layer 105 that does not require the protective layer 103 include iridium-tantalum-aluminum alloy.

【0081】このように、前述の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。
As described above, as the constitution of the heating element, only the resistance layer (heating portion) between the electrodes may be used.
It may also include a protective layer for protecting the resistance layer.

【0082】ここでは、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。
Although a heating element having a heating portion composed of a resistance layer that generates heat in response to an electric signal is used here, the heating element is not limited to this, and bubbles sufficient to eject the ejected liquid are generated. Any material can be used as long as it can be generated in the foaming liquid.
For example, the heat generating portion may be a photothermal converter that generates heat when receiving light from a laser or the like, or a heat generating body that has a heat generating portion that generates heat when receiving high frequency.

【0083】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。
On the element substrate 1 described above, in addition to the electrothermal converter constituted by the resistance layer 105 forming the heating portion and the wiring electrode 104 for supplying an electric signal to the resistance layer, Functional elements such as a transistor, a diode, a latch, and a shift register for selectively driving the electrothermal conversion element may be integrally formed in the semiconductor manufacturing process.

【0084】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8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
約4μsec、電流約100mA、電気信号を6kHz
以上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。
Further, in order to drive the heat generating portion of the electrothermal converter provided on the element substrate 1 as described above and eject the liquid, the resistance layer 105 is connected to the resistance layer 105 via the wiring electrode 104 as shown in FIG. A rectangular pulse as shown by is applied to rapidly generate heat in the resistance layer 105 between the wiring electrodes. In the head of each of the above-described embodiments, the voltage is 24 V, the pulse width is about 4 μsec, the current is about 100 mA, and the electric signal is 6 kHz.
By adding the above, the heating element was driven, and the liquid ink was ejected from the ejection port by the above-described operation. However, the condition of the drive signal is not limited to this, and any drive signal capable of appropriately foaming the foaming liquid may be used.

【0085】<吐出液体>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。
<Discharge Liquid> Among these liquids, as the liquid used for recording (recording liquid), the ink having the composition used in the conventional bubble jet device can be used.

【0086】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。
Further, it is possible to use a liquid having a low foaming property which has been difficult to be ejected conventionally, a liquid which is easily deteriorated or deteriorated by heat, a high viscosity liquid and the like.

【0087】ただし、吐出液の性質として吐出液自身、
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。
However, as the properties of the discharge liquid, the discharge liquid itself is
It is desired that the liquid is not a liquid that hinders ejection, foaming, movement of the movable member, or the like.

【0088】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。
High-viscosity ink or the like can also be used as the ejection liquid for recording.

【0089】本発明においては、さらに吐出液に用いる
ことができる記録液体として以下のような組成のインク
を用いて記録を行ったが、吐出力の向上によってインク
の吐出速度が高くなったため、液滴の着弾精度が向上し
非常に良好な記録画像を得ることができる。
In the present invention, recording was performed using an ink having the following composition as a recording liquid that can be used as the discharge liquid. However, since the discharge speed of the ink increased due to the improvement of the discharge force, the liquid The landing accuracy of the drops is improved, and a very good recorded image can be obtained.

【0090】染料インク(粘度2cP)の組成 (C−1.フードブラック2)染料 3重量% ジエチレングリコール 10重量% チオジグリコール 5重量% エタノール 5重量% 水 77重量%Composition of dye ink (viscosity 2 cP) (C-1. Food Black 2) Dye 3% by weight Diethylene glycol 10% by weight Thiodiglycol 5% by weight Ethanol 5% by weight 77% by weight of water

【0091】<液体吐出ヘッド構造>図9は、本発明の
液体吐出ヘッドの全体構成を示した分解斜視図である。
<Structure of Liquid Discharging Head> FIG. 9 is an exploded perspective view showing the overall structure of the liquid discharging head of the present invention.

【0092】アルミ等の支持体70上に発熱体2が複数
設けられた素子基板1が配されている。この上に各発熱
体2の共通液室13側の半分と対面するように可動部材
31を支持した支持部材34が設けられている。さら
に、この上に液流路10を構成する複数の溝と共通液室
13の凹溝とが設けられた天板50が設けられている。
An element substrate 1 having a plurality of heating elements 2 is provided on a support 70 made of aluminum or the like. A support member 34 that supports the movable member 31 is provided thereon so as to face the half of each heating element 2 on the common liquid chamber 13 side. Further, a top plate 50 provided with a plurality of grooves forming the liquid flow path 10 and concave grooves of the common liquid chamber 13 is provided thereon.

【0093】<液体吐出装置>図10は、図1で説明し
た構造の液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置の概略
構成を示している。本実施形態では、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。
<Liquid Ejecting Device> FIG. 10 shows a schematic structure of a liquid ejecting device equipped with the liquid ejecting head having the structure described with reference to FIG. In this embodiment, an ink discharge recording apparatus using ink as a discharge liquid will be described in particular. A carriage HC of the liquid ejecting apparatus is equipped with a head cartridge to which a liquid tank section 90 containing ink and a liquid ejecting head section 200 can be attached / detached. It reciprocates in the width direction of the recording medium 150.

【0094】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。
When a drive signal is supplied from a drive signal supply means (not shown) to the liquid discharge means on the carriage, the recording liquid is discharged from the liquid discharge head onto the recording medium in response to this signal.

【0095】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ー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。この記録装置およびこの記
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。
Further, in the liquid ejecting apparatus of this embodiment, the motor 111 as a drive source for driving the recording medium conveying means and the carriage, the gears 112, 113 for transmitting the power from the drive source to the carriage, It has a carriage shaft 115 and the like. With this recording apparatus and the liquid ejecting method performed by this recording apparatus, it is possible to obtain a recorded image with a good image by ejecting liquid onto various recording media.

【0096】図11は、本発明の液体吐出方法および液
体吐出ヘッドにおいて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。
FIG. 11 is a block diagram of the entire apparatus for operating ink discharge recording in the liquid discharge method and liquid discharge head of the present invention.

【0097】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。
The recording apparatus receives print information as a control signal from the host computer 300. The print information is temporarily stored in the input interface 301 inside the printer, and at the same time, converted into data that can be processed in the recorder and input to the CPU 302 which also serves as a head drive signal supply means. The CPU 302 processes the data input to the CPU 302 using a peripheral unit such as the RAM 304 based on a control program stored in the ROM 303,
Convert to print data (image data).

【0098】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。
Further, the CPU 302 produces drive data for driving a drive motor that moves the recording sheet and the recording head in synchronization with the image data in order to record the image data at an appropriate position on the recording sheet. . The image data and the motor drive data are respectively sent to the head driver 307.
Is transmitted to the head 200 and the drive motor 306 via the motor driver 305, and driven at each controlled timing to form an image.

【0099】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。
The recording medium that can be applied to the recording apparatus as described above and to which liquid such as ink is applied is various kinds of paper, OHP sheets, plastic materials used for compact discs, decorative plates, etc., cloth, aluminum. Metal materials such as copper and copper, leather materials such as cowhide, pigskin and artificial leather, wood materials such as wood and plywood, bamboo materials, ceramic materials such as tiles, and three-dimensional structures such as sponges can be targeted.

【0100】また、上述の記録装置として、各種の紙や
OHP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、また布帛に記録を行う捺染装
置等をも含むものである。
As the above-mentioned recording device, a printer device for recording on various kinds of paper or OHP sheets, a recording device for plastics for recording on a plastic material such as a compact disc, a metal for recording on a metal plate, etc. Recording device, recording device for leather for recording on leather, recording device for wood for recording on wood, recording device for ceramics for recording on ceramic material, recording device for recording on three-dimensional mesh structure such as sponge It also includes a printing device for recording on the cloth.

【0101】また、これらの液体吐出装置に用いる吐出
液としては、それぞれ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。
As the ejection liquid used in these liquid ejection devices, a liquid suitable for each recording medium and recording conditions may be used.

【0102】[0102]

【発明の効果】以上説明したように本発明の液体吐出ヘ
ッドによれば、可動部材が変位して規制部に接触するこ
とによって、液流路が、吐出口に向かう液体の流れ方向
に関して実質的に分断されるので、各気泡発生領域での
気泡の発生に伴う液体の吐出を安定的かつ高速に行うこ
とができ、しかも、サテライトドットの低減やメニスカ
ス振動の低減を達成することができる。また、可動部材
は上流側の気泡発生領域に面して自由端を下流側に向け
て配されているので、可動部材の応答性も良好なものと
なり、しかも、可動部材は1つの液流路に対して1つで
よいので、可動部材を支持するためのスペースも最小限
ですみ、液体吐出ヘッドが大型化することはない。
As described above, according to the liquid discharge head of the present invention, the movable member is displaced and comes into contact with the regulating portion, so that the liquid flow path is substantially in the flow direction of the liquid toward the discharge port. Since it is divided into two parts, it is possible to stably and rapidly discharge the liquid associated with the generation of bubbles in each bubble generation region, and it is possible to reduce satellite dots and meniscus vibration. Further, since the movable member is arranged so that the free end faces the downstream side facing the bubble generation region on the upstream side, the responsiveness of the movable member is also good, and moreover, the movable member has one liquid flow path. Since only one is required, the space for supporting the movable member is minimized and the liquid ejection head does not become large.

【0103】本発明の液体吐出方法によれば、上記本発
明の液体吐出ヘッドを用い、各気泡発生領域のうち下流
側の気泡発生領域で気泡を発生させた後、上流側の気泡
発生領域で気泡を発生させて、各々の気泡発生領域で発
生した気泡により吐出口から液体を吐出することによ
り、安定的吐出速度で大液滴の吐出が可能となる。これ
により、1つのノズルで異なる吐出量の液滴を安定的に
形成することができる。
According to the liquid ejecting method of the present invention, the liquid ejecting head of the present invention is used to generate bubbles in the bubble generating region on the downstream side of each bubble generating region, and thereafter in the bubble generating region on the upstream side. By generating bubbles and discharging the liquid from the discharge ports by the bubbles generated in each bubble generation region, it is possible to discharge a large droplet at a stable discharge speed. Accordingly, it is possible to stably form droplets having different ejection amounts with one nozzle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一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図であり、上流側の発熱体を駆動し
たときの液流路内の特徴的な現象を(a)〜(f)の工
程に分けて示したものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid discharge head according to an embodiment of the present invention cut in the liquid flow path direction, showing a characteristic phenomenon in the liquid flow path when an upstream heating element is driven (a). It is shown separately for the steps (f) to (f).

【図2】図1に示した液体吐出ヘッドにおいて、下流側
の発熱体を駆動したときの液流路内の特徴的な現象を
(a)〜(e)の工程に分けて示した断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing characteristic phenomena in a liquid flow path when a heating element on the downstream side is driven in the liquid discharge head shown in FIG. 1, divided into steps (a) to (e). Is.

【図3】図1(b)に示した一部のヘッドの透視斜視図
である。
FIG. 3 is a perspective view of a part of the head shown in FIG. 1 (b).

【図4】図1に示した液体吐出ヘッドにおいて、2つの
発熱体を駆動したときの液流路内の特徴的な現象を
(a)〜(f)の工程に分けて示した断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing characteristic phenomena in a liquid flow path when two heating elements are driven in the liquid discharge head shown in FIG. 1, divided into steps (a) to (f). is there.

【図5】可動部材の他の形状を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another shape of the movable member.

【図6】発熱体面積とインク吐出量との相対関係を示す
グラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relative relationship between a heating element area and an ink discharge amount.

【図7】本発明の液体吐出ヘッドの楯断面図であり、
(a)は保護膜があるもの、(b)は保護膜がないもの
を示す。
FIG. 7 is a shield cross-sectional view of the liquid ejection head of the present invention,
(A) shows what has a protective film, (b) shows what has no protective film.

【図8】本発明に使用する発熱体の駆動波形図である。FIG. 8 is a drive waveform diagram of a heating element used in the present invention.

【図9】本発明の液体吐出ヘッドの全体構成を示した分
解斜視図である。
FIG. 9 is an exploded perspective view showing the overall configuration of the liquid ejection head of the present invention.

【図10】図1で説明した構造の液体吐出ヘッドを搭載
した液体吐出装置の概略構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid ejection apparatus equipped with the liquid ejection head having the structure described in FIG.

【図11】本発明の液体吐出方法及び液体吐出ヘッドに
おいてインク吐出動作をさせるための装置全体のブロッ
ク図である。
FIG. 11 is a block diagram of an entire apparatus for performing an ink ejection operation in the liquid ejection method and liquid ejection head of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 素子基板 2,3 発熱体 10 液流路 11,12 気泡発生領域 13 共通液室 18 吐出口 31 可動部材 32 自由端 33 支点 34 支持部材 40,42 気泡 41 隆起気泡 50 天板 64 ストッパ 65 低流路抵抗領域 66,68 吐出滴 67 サテライト 70 支持体 90 インクタンク 102 耐キャビテーション層 103 保護層 104 配線電極 105 抵抗層 106 チッ化シリコン膜 107 基体 111 モーター 112,113 ギア 115 キャリッジ軸 150 記録媒体 200 ヘッド 300 ホストコンピュータ 301 入出力インターフェイス 302 CPU 303 ROM 304 RAM 305 モータドライバ 306 駆動用モータ 307 ヘッドドライバ 1 element substrate A few heating elements 10 liquid flow paths 11, 12 Bubble generation area 13 Common liquid chamber 18 outlets 31 Movable member 32 Free end 33 fulcrum 34 Support member 40,42 bubbles 41 Raised bubbles 50 top plate 64 stopper 65 Low flow resistance area 66,68 droplets 67 satellites 70 Support 90 ink tank 102 Anti-cavitation layer 103 protective layer 104 wiring electrode 105 Resistance layer 106 silicon nitride film 107 base 111 motor 112, 113 gears 115 Carriage axis 150 recording media 200 heads 300 host computer 301 Input / output interface 302 CPU 303 ROM 304 RAM 305 motor driver 306 Drive motor 307 head driver

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 裕之 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 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 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 Fターム(参考) 2C056 EA04 EA15 EA23 FA03 2C057 AF09 AF23 AF28 AF34 AF39 AF78 AG12 AR18 BA03 BA13 CA01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroyuki Sugiyama             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation (72) Inventor Satoshi Shimazu             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation (72) Inventor Sadayuki Sugama             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation F-term (reference) 2C056 EA04 EA15 EA23 FA03                 2C057 AF09 AF23 AF28 AF34 AF39                       AF78 AG12 AR18 BA03 BA13                       CA01

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体を吐出する吐出口と、 前記吐出口と連通するとともに、液体に気泡を発生させ
るための複数の気泡発生領域が前記吐出口に向かう液体
の流れ方向に沿って備えられた液流路と、前記気泡発生
領域に面して配され、前記吐出口に向かう液体の流れ方
向に関して下流側に自由端を有する可動部材とを有し、 前記可動部材は、前記複数の気泡発生領域のうち前記吐
出口に向かう液体の流れ方向に関して上流側の気泡発生
領域にのみ設けられていることを特徴とする液体吐出ヘ
ッド。
1. A discharge port for discharging a liquid, and a plurality of bubble generation regions communicating with the discharge port and for generating bubbles in the liquid are provided along a flow direction of the liquid toward the discharge port. A liquid flow path and a movable member that is arranged facing the bubble generation region and has a free end on the downstream side with respect to the flow direction of the liquid toward the discharge port, and the movable member is configured to generate the plurality of bubbles. A liquid ejecting head, wherein the liquid ejecting head is provided only in a bubble generation region on an upstream side in a direction of liquid flow toward the ejection port.
【請求項2】 前記気泡の成長に伴う前記可動部材の変
位を規制するための規制部を有し、前記可動部材が変位
して前記規制部に実質的に接触することによって、前記
液流路が、前記吐出口に向かう液体の流れ方向に関して
実質的に分断される請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
2. The liquid flow path has a restricting portion for restricting displacement of the movable member due to growth of the bubbles, and the movable member is displaced and substantially contacts the restricting portion. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the liquid ejection head is substantially divided in a flow direction of the liquid toward the ejection port.
【請求項3】 前記可動部材の自由端は、前記上流側の
気泡発生領域の中央部に実質的に位置している請求項1
または2に記載の液体吐出ヘッド。
3. The free end of the movable member is substantially located at the central portion of the bubble generating region on the upstream side.
Alternatively, the liquid ejection head according to item 2.
【請求項4】 前記吐出口に向かう液体の流れ方向に関
して下流側の気泡発生領域の面積が、上流側の気泡発生
領域の面積よりも小さい請求項1、2または3に記載の
液体吐出ヘッド。
4. The liquid ejection head according to claim 1, 2 or 3, wherein the area of the bubble generating region on the downstream side in the flow direction of the liquid toward the ejection port is smaller than the area of the bubble generating region on the upstream side.
【請求項5】 前記各気泡発生領域には、それぞれ気泡
を発生させるための熱を発生する発熱体が設けられてい
る請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘ
ッド。
5. The liquid ejection head according to claim 1, wherein a heating element that generates heat for generating bubbles is provided in each of the bubble generation regions.
【請求項6】 前記各発熱体は個別に駆動可能である請
求項5に記載の液体吐出ヘッド。
6. The liquid ejection head according to claim 5, wherein each of the heating elements can be individually driven.
【請求項7】 請求項1に記載の液体吐出ヘッドを用
い、 前記各気泡発生領域のうち前記吐出口に向かう液体の流
れ方向に関して下流側の気泡発生領域で気泡を発生させ
た後、上流側の気泡発生領域で気泡を発生させて、各々
の気泡発生領域で発生した気泡により前記吐出口から液
体を吐出することを特徴とする液体吐出方法。
7. The liquid discharge head according to claim 1, wherein, after generating bubbles in a bubble generation region on a downstream side in a flow direction of the liquid toward the discharge port among the bubble generation regions, an upstream side is generated. A bubble is generated in the bubble generating region, and the liquid is discharged from the discharge port by the bubble generated in each bubble generating region.
【請求項8】 請求項2ないし6のいずれか1項に記載
の液体吐出ヘッドを用い、 前記各気泡発生領域のうち前記吐出口に向かう液体の流
れ方向に関して下流側の気泡発生領域で気泡を発生させ
た後、上流側の気泡発生領域で気泡を発生させて、各々
の気泡発生領域で発生した気泡により前記吐出口から液
体を吐出することを特徴とする液体吐出方法。
8. The liquid discharge head according to claim 2, wherein bubbles are generated in a bubble generation region on a downstream side of a flow direction of the liquid toward the discharge port in each bubble generation region. After being generated, a bubble is generated in the bubble generating region on the upstream side, and the liquid is discharged from the discharge port by the bubble generated in each bubble generating region.
【請求項9】 前記下流側の気泡発生領域での気泡の収
縮中に前記上流側の気泡発生領域で気泡を発生させる請
求項7または8に記載の液体吐出方法。
9. The liquid ejection method according to claim 7, wherein bubbles are generated in the upstream bubble generating region while the bubbles are contracting in the downstream bubble generating region.
【請求項10】 前記上流側の気泡発生領域での気泡の
成長工程において前記可動部材を前記規制部に接近また
は接触させて、前記吐出口に向かう液体の流れ方向に関
して上流方向への液体移動及び気泡成長を制限する段階
を有する請求項8に記載の液体吐出方法。
10. In the step of growing bubbles in the bubble generating region on the upstream side, the movable member is brought close to or in contact with the restriction portion to move the liquid in the upstream direction with respect to the flow direction of the liquid toward the discharge port. 9. The liquid ejection method according to claim 8, comprising the step of limiting bubble growth.
【請求項11】 請求項1ないし6のいずれか1項に記
載の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドから吐出され
た液体を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送手
段とを備えた液体吐出装置。
11. A liquid, comprising: the liquid ejection head according to claim 1; and a recording medium conveyance unit that conveys a recording medium that receives the liquid ejected from the liquid ejection head. Discharge device.
【請求項12】 前記液体吐出ヘッドからインクを吐出
し、被記録媒体にインクを付着させることによって記録
を行う請求項11に記載の液体吐出装置。
12. The liquid ejection apparatus according to claim 11, wherein recording is performed by ejecting ink from the liquid ejection head and adhering the ink to a recording medium.
JP23612098A 1998-08-21 1998-08-21 Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge apparatus Expired - Fee Related JP3706746B2 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23612098A JP3706746B2 (en) 1998-08-21 1998-08-21 Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge apparatus
US09/376,356 US6409317B1 (en) 1998-08-21 1999-08-18 Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge apparatus
AU44645/99A AU4464599A (en) 1998-08-21 1999-08-20 Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge apparatus
CA002280547A CA2280547C (en) 1998-08-21 1999-08-20 Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge apparatus
DE69936025T DE69936025T2 (en) 1998-08-21 1999-08-20 Liquid ejection head, liquid ejection method and liquid ejection device
EP99306611A EP0982136B1 (en) 1998-08-21 1999-08-20 Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge apparatus
CN99126314A CN1118373C (en) 1998-08-21 1999-08-20 Ink jet head, ink jet method and ink jet device
KR1019990034740A KR100337849B1 (en) 1998-08-21 1999-08-21 Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23612098A JP3706746B2 (en) 1998-08-21 1998-08-21 Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000062182A true JP2000062182A (en) 2000-02-29
JP3706746B2 JP3706746B2 (en) 2005-10-19

Family

ID=16996052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23612098A Expired - Fee Related JP3706746B2 (en) 1998-08-21 1998-08-21 Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3706746B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1184429A3 (en) * 2000-09-04 2002-04-03 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording method, recording unit and ink jet recording apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1184429A3 (en) * 2000-09-04 2002-04-03 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording method, recording unit and ink jet recording apparatus
US6663237B2 (en) 2000-09-04 2003-12-16 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording method, recording unit and ink jet recording apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP3706746B2 (en) 2005-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0952364A (en) Liquid ejection head, head cartridge using liquid ejection head, liquid ejection device, liquid ejection method, and recording method
JP3450594B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge device, and liquid discharge recording method
EP0982136A2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge apparatus
JPH09141873A (en) Liquid ejection head, liquid ejection device, and recording method
JP3408066B2 (en) Liquid discharge head, head cartridge using liquid discharge head, liquid discharge device, liquid discharge method, and head kit
JPH1024584A (en) Liquid ejection head cartridge and liquid ejection device
JP3495920B2 (en) Liquid discharge method, liquid discharge head, and liquid discharge device
JP3495921B2 (en) Liquid discharge method, liquid discharge head, and liquid discharge device
JP3706746B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge apparatus
JP2000062180A (en) Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge device
JP2002046271A (en) Liquid ejection head and liquid ejector
JP3372826B2 (en) Liquid ejection head and liquid ejection device
JP3706745B2 (en) Liquid discharge head and liquid discharge apparatus
JP2003205613A (en) Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge device
JP4194230B2 (en) Liquid discharge method, liquid discharge head, and liquid discharge apparatus
JP3869948B2 (en) Liquid ejection method
JP3535816B2 (en) Liquid ejection head, liquid ejection device, and liquid ejection method
JP3619104B2 (en) Liquid discharge head and liquid discharge apparatus
JP2000062188A (en) Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge device
JP3619105B2 (en) Liquid discharge head and liquid discharge apparatus
JP3507390B2 (en) Liquid discharge method, liquid discharge head, liquid discharge device, and fluid element
JP2000062175A (en) Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge device
JP2000062176A (en) Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge device
JP2000062184A (en) Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge device
JP2003205614A (en) Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20050408

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050420

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050620

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050713

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050801

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 3

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080805

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090805

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090805

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100805

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110805

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees