JP2000085130A

JP2000085130A - 液体吐出方法及び液体吐出ヘッド並びに該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

Info

Publication number: JP2000085130A
Application number: JP10260355A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sugiyama; 裕之杉山; Kiyomitsu Kudo; 清光工藤; Toshio Kashino; 俊雄樫野; Fumi Yoshihira; 文吉平; Hiroyuki Ishinaga; 博之石永; Yoichi Tanetani; 陽一種谷; Satoshi Shimazu; 聡島津
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1998-09-14
Publication date: 2000-03-28
Anticipated expiration: 2018-09-14
Also published as: EP0987112A3; JP3592101B2; US20030030701A1; US6637867B2; EP0987112A2

Abstract

(57)【要約】【課題】方向制御部材を有する２流路の液体吐出ヘッ
ドにおいて、その優れた吐出効率を維持しつつ、消泡時
の吐出液の発熱体上へのまわり込みや、長期放置での吐
出液と発泡液の混液を防止する。【解決手段】気泡発生領域に対面して可動部材３１を
有する分離壁を備え、吐出液の第１液流路１４と発泡液
の第２液流路１６とを分離し、気泡の圧力により可動部
材３１の自由端を変位させて液体を吐出させる液体吐出
ヘッドにおいて、可動部材３１の上部に押え部材２５を
配設し、非吐出時に前記可動部材３１によって第１液流
路１４と第２液流路１６の開口部を遮断すると共に、前
記押え部材２５で遮断部を加圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギーを液
体に作用させることで起こる気泡の発生によって、所望
の液体を吐出する液体吐出方法及び液体吐出ヘッド並び
に該吐出ヘッドを用いたヘッドカートリッジ及び液体吐
出装置に関する。

【０００２】特に、本発明は、気泡の発生を利用して変
位する可動部材を用いた液体吐出方法及び液体吐出ヘッ
ド並びに該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。

【０００３】また本発明は紙、糸、繊維、布帛、皮革、
金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の
被記録媒体に対し記録を行うプリンター、複写機、通信
システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワ
ードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合
的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明であ
る。

【０００４】なお、本発明における、「記録」とは、文
字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与
することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像
を付与することをも意味するものである。

【０００５】

【従来の技術】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行なうインクジェット記録方法、いわ
ゆるバブルジェット記録方法が従来知られている。この
バブルジェット記録方法を用いる記録装置には、米国特
許第４，７２３，１２９等の公報に開示されているよう
に、インクを吐出するための吐出口と、この吐出口に連
通するインク流路と、インク流路内に配されたインクを
吐出するためのエネルギー発生手段としての電気熱変換
体が一般的に配されている。

【０００６】この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。

【０００７】このようにバブルジェット技術が多方面の
製品に利用されるに従って、次のような様々な要求が近
年さらにたかまっている。

【０００８】例えば、エネルギー効率の向上の要求に対
する検討としては、保護膜の厚さを調整するといった発
熱体の最適化が挙げられている。この手法は、発生した
熱の液体への伝搬効率を向上させる点で効果がある。

【０００９】また、高画質な画像を得るために、インク
の吐出スピードが速く、安定した気泡発生に基づく良好
なインク吐出を行える液体吐出方法等を与えるための駆
動条件が提案されたり、また、高速記録の観点から、吐
出された液体の液流路内への充填（リフィル）速度の速
い液体吐出ヘッドを得るために流路形状を改良したもの
も提案されている。

【００１０】この流路形状の内、流路構造として図２７
（ａ），（ｂ）に示すものが、特開昭６３−１９９９７
２号公報等に記載されている。この公報に記載されてい
る流路構造やヘッド製造方法は、気泡の発生に伴って発
生するバック波（吐出口へ向かう方向とは逆の方向へ向
かう圧力、即ち、液室５４へ向かう圧力）に着目した発
明である。このバック波は、吐出方向へ向かうエネルギ
ーでないため損失エネルギーとして知られている。

【００１１】図２７（ａ），（ｂ）に示す発明は、素子
基板１に設けられている発熱体２が形成する気泡の発生
領域よりも離れ且つ、発熱体２に関して吐出口１８とは
反対側に位置する弁５５を開示する。

【００１２】図２７（ｂ）においては、この弁５５は、
板材等を利用する製造方法によって、液流路１０の天井
に貼り付いたように初期位置を持ち、気泡の発生に伴っ
て液流路１０内へ垂れ下がるものとして開示されてい
る。この発明は、上述したバック波の一部を弁５５によ
って制御することでエネルギー損失を抑制するものとし
て開示されている。

【００１３】しかしながら、この構成において、吐出す
べき液体を保持する液流路１０内部に、気泡が発生した
際を検討するとわかるように、弁５５によるバック波の
一部を抑制することは、液体吐出にとっては実用的なも
のでないことがわかる。

【００１４】もともとバック波自体は、前述したように
吐出に直接関係しないものである。このバック波が液流
路１０内に発生した時点では、図２７（ｂ）に示すよう
に、気泡のうち吐出に直接関係する圧力はすでに液流路
１０から液体を吐出可能状態にしている。従って、バッ
ク波のうち、しかもその一部を抑制したからといって
も、吐出に大きな影響を与えないことは明らかである。

【００１５】他方、バブルジェット記録方法において
は、発熱体がインクに接した状態で加熱を繰り返すた
め、発熱体の表面にインクの焦げによる堆積物が発生す
るが、インクの種類によってはこの堆積物が多く発生す
ることで、気泡の発生を不安定にしてしまい、良好なイ
ンクの吐出を行うことが困難な場合があった。また、吐
出すべき液体が熱によって劣化しやすい液体の場合や十
分に発泡が得られにくい液体の場合においても、吐出す
べき液体を変質させず、良好に吐出するための方法が望
まれていた。

【００１６】このような観点から、熱により気泡を発生
させる液体（発泡液）と吐出する液体（吐出液）とを別
液体とし、発泡による圧力を吐出液に伝達することで吐
出液を吐出する方法が、特開昭６１−６９４６７号、特
開昭５５−８１１７２号、米国特許第４，４８０，２５
９等の公報に開示されている。これらの公報では、吐出
液であるインクと発泡液とをシリコンゴムなどの可撓性
膜で完全分離し、発熱体に吐出液が直接接しないように
すると共に、発泡液の発泡による圧力を可撓性膜の変形
によって吐出液に伝える構成をとっている。このような
構成によって、発熱体表面の堆積物の防止や、吐出液体
の選択自由度の向上等を達成している。

【００１７】しかしながら、上述した吐出液と発泡液と
を完全分離する構成のヘッドにおいては、発泡時の圧力
を可撓性膜の伸縮変形によって吐出液に伝える構成であ
るため、発泡による圧力を可撓性膜がかなり吸収してし
まう。また、可撓性膜の変形量もあまり大きくないた
め、吐出液と発泡液とを分離することによる効果を得る
ことはできるものの、エネルギー効率や吐出力が低下し
てしまっていた。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
気泡発生領域に対面して可動部材を有する分離壁を備
え、吐出液の第１液流路と発泡液の第２液流路とを分離
し、気泡の圧力により可動部材の自由端を変位させて液
体を吐出させる液体吐出方法および液体吐出ヘッドを提
案している。このヘッドにより、エネルギー効率や吐出
力が向上すると共に、熱により焦げやすいインクや変質
しやすいインクの使用が可能となった。しかし、このヘ
ッドでも次のような問題が発生することがある。

【００１９】可動部材の剛性や形状によっては、消
泡時、気泡の負圧力によって吐出液が発熱体上（第２液
流路側）へ混入して、発熱体の焦げやインクの変質が発
生する場合がある。

【００２０】また、吐出液と発泡液に圧力差が生じ
た際、ヘツドを長期放置すると、第１液流路と第２液流
路の開口部より吐出液と発泡液の混液が生じる場合があ
る。

【００２１】このように、発熱体の焦げやインクの変
質、混液が発生すると発熱体の寿命低下、特性の変化、
品質の信頼性低下などを招く。

【００２２】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであって、その主たる目的は、従来の吐
出ヘッドと比較して吐出効率が優れている可動部材を有
する液体吐出ヘッドにおいて、その優れた吐出効率を維
持しつつ、消泡時の吐出液の発熱体上へのまわり込み
や、長期放置での吐出液と発泡液の混液を防止するとが
可能な液体吐出ヘッドを提供しょうとするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
次のようにして解決した。

【００２４】(a) 気泡発生領域に対面して可動部材を有
する分離壁を備え、吐出液の第１液流路と発泡液の第２
液流路とを分離し、気泡の圧力により可動部材の自由端
を変位させて液体を吐出させる液体吐出ヘッドにより、
非吐出時に前記可動部材によって第１液流路と第２液流
路の開口部を遮断すると共に、該遮断部を加圧手段で加
圧する。

【００２５】(b) 気泡発生領域に対面してシール部材を
備え、吐出液の第１液流路と発泡液の第２液流路とを分
離し、気泡の圧力により前記シール部材を介して方向制
御部材の自由端を変位させて液体を吐出させる液体吐出
ヘッドにより、非吐出時に前記シール部材によって第
１液流路と第２液流路の開口部を遮断すると共に、該遮
断部を前記方向制御部材で加圧する。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明による液体吐出方法は、気
泡発生領域に対面して可動部材を有する分離壁を備え、
吐出液の第１液流路と発泡液の第２液流路とを分離し、
気泡の圧力により可動部材の自由端を変位させて液体を
吐出させる液体吐出方法であって、非吐出時に前記可動
部材によって第１液流路と第２液流路の開口部を遮断
し、該遮断部を加圧することを特徴とする。

【００２７】本発明による他の液体吐出方法は、気泡発
生領域に対面してシール部材を備え、吐出液の第１液流
路と発泡液の第２液流路とを分離し、気泡の圧力により
前記シール部材を介して方向制御部材の自由端を変位さ
せて液体を吐出させる液体吐出方法であって、非吐出時
に前記方向制御部材によって第１液流路と第２液流路の
開口部をシール部材を介して遮断し、該遮断部を加圧す
ることを特徴とする。

【００２８】本発明による液体吐出ヘッドは、気泡発生
領域に対面して可動部材を有する分離壁を備え、吐出液
の第１液流路と発泡液の第２液流路とを分離し、気泡の
圧力により可動部材の自由端を変位させて液体を吐出さ
せる液体吐出ヘッドであって、非吐出時に前記可動部材
によって第１液流路と第２液流路の開口部を遮断すると
共に、該遮断部を加圧手段で加圧することを特徴とす
る。

【００２９】前記加圧手段として、前記可動部材をその
支点を屈曲点として第２流路側に曲げることが好まし
い。

【００３０】前記加圧手段として、前記記第１液流路の
圧力を第２液流路の圧力より高くす．ことが好ましい。

【００３１】前記加圧手段として、前記可動部材の下方
に磁力発生手段を配設することが好ましい。

【００３２】前記加圧手段として、前記可動部材の上部
に前記遮断部を押える押え部材を配設することが好まし
い。

【００３３】本発明による他の液体吐出ヘッドは、気泡
発生領域に対面してシール部材を備え、吐出液の第１液
流路と発泡液の第２液流路とを分離し、気泡の圧力によ
り前記シール部材を介して方向制御部材の自由端を変位
させて液体を吐出させる液体吐出ヘッドであって、非吐
出時に前記シール部材によって第１液流路と第２液流路
の開口部を遮断すると共に、該遮断部を前記方向制御部
材で加圧することを特徴とする。

【００３４】前記方向制御部材の下部に凸状ボッチを設
けることが好ましい。

【００３５】前記方向制御部材は、前記シール部材の上
部に配設され前記遮蔽部を押える押え部材と、該押え部
材の上部に配設され気泡の圧力をシール部材を介して吐
出口側に導く可動部材とから構成されることが好まし
い。

【００３６】本発明によるヘッドカートリッジは、上述
した液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに液体を保持
する液体容器とを有することを特徴とする。

【００３７】本発明による液体吐出装置は、上述した液
体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドを搭載する、副操作
方向に往復移動可能なキャリッジとを有し、被記録媒体
への記録を行うことを特徴とする。

【００３８】なお、前記非吐出時とは、非発泡時または
非動作時を含むものである。

【００３９】また、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。

【００４０】また、気泡自体に関する「下流側」とは、
主として液滴の吐出に直接作用するとされる気泡の吐出
口側部分を代表する。より具体的には気泡の中心に対し
て、上記流れ方向や上記構成上の方向に関する下流側、
又は、発熱体の面積中心より下流側の領域で発生する気
泡を意味する。

【００４１】また、本発明の説明で用いる「実質的に密
閉」とは、気泡が成長するとき、可動部材が変位する前
に可動部材の周囲の隙間（スリット）から気泡がすり抜
けない程度の状態を意味する。

【００４２】また、本発明でいう「分離壁」とは、広義
では気泡発生領域と吐出口に直接連通する領域とを区分
するように介在する壁（可動部材を含んでもよい）を意
味し、狭義では気泡発生領域を含む流路を吐出口に直接
連通する液流路とを区分し、それぞれの領域にある液体
の混合を防止するものを意味する。

【００４３】また、本発明でいう「可動部材に作用させ
る気泡の圧力」とは、気泡の発生および成長に伴う気泡
から可動部材の伝搬する圧力波と気泡と可動部材の間に
介在する液体の気泡の圧力に伴う移動が可動部材に作用
する力の少なくともいずれかを含む。

【００４４】

【実施例】（原理説明）以下、図面を参照して本発明に
適用可能な吐出原理について詳細に説明する。

【００４５】図９は液体吐出ヘッドを液流路方向で切断
した断面模式図を示しており、図１０はこの液体吐出ヘ
ッドの部分破断斜視図を示している。

【００４６】図９の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する
ための吐出エネルギー発生素子として、液体に熱エネル
ギーを作用させる発熱体２（本実施例においては４０μ
ｍ×１０５μｍの形状の発熱抵抗体）が素子基板１に設
けられており、この素子基板上に発熱体２に対応して液
流路１０が配されている。液流路１０は吐出口１８に連
通していると共に、複数の液流路１０に液体を供給する
ための共通液室１３に連通しており、吐出口から吐出さ
れた液体に見合う量の液体をこの共通液室１３から受け
取る。

【００４７】この液流路１０の素子基板上には、前述の
発熱体２に対向するように面して、金属等の弾性を有す
る材料で構成され、平面部を有する板状の可動部材３１
が片持梁状に設けられている。この可動部材の一端は液
流路１０の壁や素子基板上に感光性樹脂などをパターニ
ングして形成した土台（支持部材）３４等に固定されて
いる。これによって、可動部材は保持されると共に支点
（支点部分）３３を構成している。

【００４８】この可動部材３１は、液体の吐出動作によ
って共通液室１３から可動部材３１を経て吐出口１８側
へ流れる大きな流れの上流側に支点（支点部分；固定
端）３３を持ち、この支点３３に対して下流側に自由端
（自由端部分）３２を持つように、発熱体２に面した位
置に発熱体２を覆うような状態で発熱体から１５μｍ程
度の距離を隔てて配されている。この発熱体と可動部材
との間が気泡発生領域となる。なお発熱体、可動部材の
種類や形状および配置はこれに限られることなく、後述
するように気泡の成長や圧力の伝搬を制御しうる形状お
よび配置であればよい。なお、上述した液流路１０は、
後に取り上げる液体の流れの説明のため、可動部材３１
を境にして直接吐出口１８に連通している部分を第１の
液流路１４とし、気泡発生領域１１や液体供給路１２を
有する第２の液流路１６の２つの領域に分けて説明す
る。

【００４９】発熱体２を発熱させることで可動部材３１
と発熱体２との間の気泡発生領域１１の液体に熱を作用
し、液体にUSP4,723,129に記載されているような膜沸騰
現象に基づく気泡を発生させる。気泡の発生に基づく圧
力と気泡は可動部材に優先的に作用し、可動部材３１は
図９（ｂ）、（ｃ）もしくは図１０で示されるように支
点３３を中心に吐出口側に大きく開くように変位する。
可動部材３１の変位若しくは変位した状態によって気泡
の発生に基づく圧力の伝搬や気泡自身の成長が吐出口側
に導かれる。

【００５０】ここで、本発明に適用される基本的な吐出
原理の一つを説明する。本発明において最も重要な原理
の１つは、気泡に対面するように配された可動部材が気
泡の圧力あるいは気泡自体に基づいて、定常状態の第１
の位置から変位後の位置である第２の位置へ変位し、こ
の変位する可動部材３１によって気泡の発生に伴う圧力
や気泡自身を吐出口１８が配された下流側へ導くことで
ある。

【００５１】この原理を可動部材を用いない従来の液流
路構造を模式的に示した図１１と本発明の図１２とを比
較してさらに詳しく説明する。なおここでは吐出口方向
への圧力の伝搬方向をＶA、上流側への圧力の伝搬方向
をＶBとして示した。

【００５２】図１１で示されるような従来のヘッドにお
いては、発生した気泡４０による圧力の伝搬方向を規制
する構成はない。このため気泡４０の圧力伝搬方向はV1
〜V8のように気泡表面の垂線方向となり様々な方向を向
いていた。このうち、特に液吐出に最も影響を及ぼすＶ
A方向に圧力伝搬方向の成分を持つものは、V1〜V4即ち
気泡のほぼ半分の位置より吐出口に近い部分の圧力伝搬
の方向成分であり、液吐出効率、液吐出力、吐出速度等
に直接寄与する重要な部分である。さらにV1は吐出方向
ＶAの方向に最も近いため効率よく働き、逆にV4はＶAに
向かう方向成分が比較的少ない。

【００５３】これに対して、図１２で示される本発明の
場合には、可動部材３１が図１１の場合のように様々な
方向を向いていた気泡の圧力伝搬方向V1〜V4を下流側
（吐出口側）へ導き、ＶAの圧力伝搬方向に変換するも
のであり、これにより気泡４０の圧力が直接的に効率よ
く吐出に寄与することになる。そして、気泡の成長方向
自体も圧力伝搬方向V1〜V4と同様に下流方向に導かれ、
上流より下流で大きく成長する。このように、気泡の成
長方向自体を可動部材によって制御し、気泡の圧力伝搬
方向を制御することで、吐出効率や吐出力また吐出速度
等の根本的な向上を達成することができる。

【００５４】次に図９に戻って、上述した液体吐出ヘッ
ドの吐出動作について詳しく説明する。

【００５５】図９（ａ）は、発熱体２に電気エネルギー
等のエネルギーが印加される前の状態であり、発熱体が
熱を発生する前の状態である。ここで重要なことは、可
動部材３１が、発熱体の発熱によって発生した気泡に対
し、この気泡の少なくとも下流側部分に対面する位置に
設けられていることである。つまり、気泡の下流側が可
動部材に作用するように、液流路構造上では少なくとも
発熱体の面積中心３より下流（発熱体の面積中心３を通
って流路の長さ方向に直交する線より下流）の位置まで
可動部材３１が配されている。

【００５６】図９（ｂ）は、発熱体２に電気エネルギー
等が印加されて発熱体２が発熱し、発生した熱によって
気泡発生領域１１内を満たす液体の一部を加熱し、膜沸
騰に伴う気泡を発生させた状態である。

【００５７】このとき可動部材３１は気泡４０の発生に
基づく圧力により、気泡４０の圧力の伝搬方向を吐出口
方向に導くように第１位置から第２位置へ変位する。こ
こで重要なことは前述したように、可動部材３１の自由
端３２を下流側（吐出口側）に配置し、支点３３を上流
側（共通液室側）に位置するように配置して、可動部材
の少なくとも一部を発熱体の下流部分すなわち気泡の下
流部分に対面させることである。

【００５８】図９（ｃ）は気泡４０がさらに成長した状
態であるが、気泡４０の発生に伴う圧力に応じて可動部
材３１はさらに変位している。発生した気泡は上流より
下流に大きく成長すると共に可動部材の第１の位置（点
線位置）を越えて大きく成長している。このように気泡
４０の成長に応じて可動部材３１が徐々に変位して行く
ことで気泡４０の圧力伝搬方向や体積移動のしやすい方
向、すなわち自由端側への気泡の成長方向を吐出口に均
一的に向かわせることができることも吐出効率を高める
と考えられる。可動部材は気泡や発泡圧を吐出口方向へ
導く際もこの伝達の妨げになることはほとんどなく、伝
搬する圧力の大きさに応じて効率よく圧力の伝搬方向や
気泡の成長方向を制御することができる。

【００５９】図９（ｄ）は気泡４０が、前述した膜沸騰
の後気泡内部圧力の減少によって収縮し、消滅する状態
を示している。

【００６０】第２の位置まで変位していた可動部材３１
は、気泡の収縮による負圧と可動部材自身のばね性によ
る復元力によって図９（ａ）の初期位置（第１の位置）
に復帰する。また、消泡時には、気泡発生領域１１での
気泡の収縮体積を補うため、また、吐出された液体の体
積分を補うために上流側（Ｂ）、すなわち共通液室側か
ら流れのＶD1、ＶD2のように、また、吐出口側からの流
れＶｃのように液体が流れ込んでくる。

【００６１】以上、気泡の発生に伴う可動部材の動作と
液体の吐出動作について説明したが、以下に本発明に適
用可能な液体吐出ヘッドにおける液体のリフィルについ
て詳しく説明する。

【００６２】図９（ｃ）の後、気泡４０が最大体積の状
態を経て消泡過程に入ったときには、消泡した体積を補
う体積の液体が気泡発生領域に、第１液流路１４の吐出
口１８側と第２液流路１６の共通液室側１３から流れ込
む。可動部材３１を持たない従来の液流路構造において
は、消泡位置に吐出口側から流れ込む液体の量と共通液
室から流れ込む液体の量は、気泡発生領域より吐出口に
近い部分と共通液室に近い部分との流抵抗の大きさに起
因する（流路抵抗と液体の慣性に基づくものである）。

【００６３】このため、吐出口に近い側の流抵抗が小さ
い場合には、多くの液体が吐出口側から消泡位置に流れ
込みメニスカスの後退量が大きくなることになる。特
に、吐出効率を高めるために吐出口に近い側の流抵抗を
小さくして吐出効率を高めようとするほど、消泡時のメ
ニスカスＭの後退が大きくなり、リフィル時間が長くな
って高速印字を妨げることとなっていた。

【００６４】これに対して本構成は可動部材３１を設け
たため、気泡の体積Ｗを可動部材３１の第１位置を境に
上側をＷ１、気泡発生領域１１側をＷ２とした場合、消
泡時に可動部材が元の位置に戻った時点でメニスカスの
後退は止まり、その後残ったＷ２の体積分の液体供給は
主に第２流路１６の流れＶD2からの液供給によって成さ
れる。これにより、従来、気泡Ｗの体積の半分程度に対
応した量がメニスカスの後退量になっていたのに対し
て、それより少ないＷ１の半分程度のメニスカス後退量
に抑えることが可能になった。

【００６５】さらに、Ｗ２の体積分の液体供給は消泡時
の圧力を利用して可動部材３１の発熱体側の面に沿っ
て、主に第２液流路の上流側（ＶD2）から強制的に行う
ことができるためより速いリフィルを実現できた。

【００６６】ここで特徴的なことは、従来のヘッドで消
泡時の圧力を用いたリフィルを行った場合、メニスカス
の振動が大きくなってしまい画像品位の劣化につながっ
ていたが、本構成の高速リフィルにおいては可動部材に
よって吐出口側の第１液流路１４の領域と、気泡発生領
域１１との吐出口側での液体の流通が抑制されるためメ
ニスカスの振動を極めて少なくすることができることで
ある。

【００６７】このように本発明に適用される上述した構
成は、第２液流路１６の液体供給路１２を介しての発泡
領域への強制リフィルと、上述したメニスカス後退や振
動の抑制によって高速リフィルを達成することで、吐出
の安定や高速繰り返し吐出、また記録の分野に用いた場
合、画質の向上や高速記録を実現することができる。

【００６８】本発明に適用される上述した構成において
はさらに次のような有効な機能を兼ね備えている。それ
は、気泡の発生による圧力の上流側への伝搬（バック
波）を抑制することである。発熱体２上で発生した気泡
の内、共通液室３３側（上流側）の気泡による圧力は、
その多くが、上流側に向かって液体を押し戻す力（バッ
ク波）になっていた。このバック波は、上流側の圧力
と、それによる液移動量、そして液移動に伴う慣性力を
引き起こし、これらは液体の液流路内へのリフィルを低
下させ高速駆動の妨げにもなっていた。本構成において
は、まず可動部材３１によって上流側へのこれらの作用
を抑えることでもリフィル供給性の向上をさらに図って
いる。

【００６９】次に、更なる特徴的な構造と効果につい
て、以下に説明する。

【００７０】第２液流路１６は、発熱体２の上流に発熱
体２と実質的に平坦につながる（発熱体表面が大きく落
ち込んでいない）内壁を持つ液体供給路１２を有してい
る。このような場合、気泡発生領域１１および発熱体２
の表面への液体の供給は、可動部材３１の気泡発生領域
１１に近い側の面に沿って、ＶD2のように行われる。こ
のため、発熱体２の表面上に液体が淀むことが抑制さ
れ、液体中に溶存していた気体の析出や、消泡できずに
残ったいわゆる残留気泡が除去され易く、また、液体へ
の蓄熱が高くなりすぎることもない。従って、より安定
した気泡の発生を高速に繰り返し行うことができる。な
お、上述した構成では実質的に平坦な内壁を持つ液体供
給路１２を持つもので説明したが、これに限らず、発熱
体表面となだらかに繋がり、なだらかな内壁を有する液
供給路であればよく、発熱体上に液体の淀みや、液体の
供給に大きな乱流を生じない形状であればよい。

【００７１】また、気泡発生領域への液体の供給は、可
動部材の側部（スリット３５）を介してＶD1から行われ
るものもある。しかし、気泡発生時の圧力をさらに有効
に吐出口に導くために図９で示すように気泡発生領域の
全体を覆う（発熱体面を覆う）ように大きな可動部材を
用い、可動部材３１が第１の位置へ復帰することで、気
泡発生領域１１と第１液流路１４の吐出口に近い領域と
の液体の流抵抗が大きくなるような形態の場合、前述の
ＶD1から気泡発生領域１１に向かっての液体の流れが妨
げられる。しかし、上述した構成のヘッド構造において
は、気泡発生領域に液体を供給するための流れＶD2があ
るため、液体の供給性能が非常に高くなり、可動部材３
１で気泡発生領域１１を覆うような吐出効率向上を求め
た構造を取っても、液体の供給性能を落とすことがな
い。

【００７２】ところで、可動部材３１の自由端３２と支
点３３の位置は、例えば図１３で示されるように、自由
端が相対的に支点より下流側にある。このような構成の
ため、前述した発泡の際に気泡の圧力伝搬方向や成長方
向を吐出口側に導く等の機能や効果を効率よく実現でき
るのである。さらに、この位置関係は吐出に対する機能
や効果のみならず、液体の供給の際にも液流路１０を流
れる液体に対する流抵抗を小さくでき高速にリフィルで
きるという効果を達成している。これは図１３に示すよ
うに、吐出によって後退したメニスカスＭが毛管力によ
り吐出口１８へ復帰する際や、消泡に対しての液供給が
行われる場合に、液流路１０（第１液流路１４、第２液
流路１６を含む）内を流れる流れＳ1、Ｓ2、Ｓ3に対
し、逆らわないように自由端と支点３３とを配置してい
るためである。

【００７３】補足すれば、本構成の図９においては、前
述のように可動部材３１の自由端３２が、発熱体２を上
流側領域と下流側領域とに２分する面積中心３（発熱体
の面積中心（中央）を通り液流路の長さ方向に直交する
線）より下流側の位置に対向するように発熱体２に対し
て延在している。これによって発熱体の面積中心位置３
より下流側で発生する液体の吐出に大きく寄与する圧
力、又は気泡を可動部材３１が受け、この圧力及び気泡
を吐出口側に導くことができ、吐出効率や吐出力を根本
的に向上させることができる。

【００７４】さらに、加えて上記気泡の上流側をも利用
して多くの効果を得ている。

【００７５】また、本構成においては可動部材３１の自
由端が瞬間的な機械的変位を行っていることも、液体の
吐出に対して有効に寄与している考えられる。

【００７６】図１４は他の実施例の液体吐出ヘッドの部
分破断斜視図である。同図において、Ａは可動部材が変
位している状態を示し（気泡は図示せず）、Ｂは可動部
材が初期位置（第１位置）の状態を示し、このＢの状態
をもって、発泡領域１１を吐出口１８に対して実質的に
密閉しているとする。（ここでは、図示していないが
Ａ、Ｂ間には流路壁があり流路と流路を分離してい
る。）図１４における可動部材３１は土台３４を側部に
２点設け、その間に液体供給路１２を設けている。これ
により、可動部材の発熱体側の面に沿って、また、発熱
体の面と実質的に平坦もしくは、なだらかにつながる面
を持つ液供給路から液体の供給を成すことができる。

【００７７】ここで、可動部材３１の初期位置（第１位
置）では、可動部材３１は発熱体２の下流側および横方
向に配された発熱体下流壁３６と発熱体側壁３７に近接
または密着しており、気泡発生領域１１の吐出口１８側
に実質的に密閉されている。このため、発泡時の気泡の
圧力、特に気泡の下流側の圧力を逃がさず可動部材の自
由端側に集中的に作用させることができる。

【００７８】また、消泡時には、可動部材３１は第１位
置に戻り、発熱体上への消泡時の液供給は気泡発生領域
３１の吐出口側が実質的に密閉状態になるため、メニス
カスの後退抑制等、先の実施例で説明した種々の効果を
得ることができる。また、リフィルに関する効果におい
ても先の実施例と同様の機能、効果を得ることができ
る。

【００７９】また、本実施例においては、図１０や図１
４のように、可動部材３１を支持固定する土台３４を発
熱体２より離れた上流に設けると共に液流路１０より、
小さな幅の土台３４とすることで前述のような液体供給
路１２への液体の供給を行っている。また、土台３４の
形状のこれに限らず、リフィルをスムースに行えるもの
であればよい。

【００８０】なお、本実施例においては可動部材３１と
発熱体２の間隔を１５μｍ程度としたが、気泡の発生に
基づく圧力が十分に可動部材に伝わる範囲であればよ
い。

【００８１】図１５は、他の実施例の液体吐出ヘッドの
部分破断斜視図であり、本発明の基本的な概念の一つを
示すものである。図１５は、一つの液流路中に気泡発生
領域、そこで発生する気泡および可動部材との位置関係
を示していると共に、本発明の液体吐出方法やリフィル
方法をより分かり易く示したものでである。

【００８２】前述の実施例の多くは、可動部材の自由端
に対して、発生する気泡の圧力を集中して、急峻な可動
部材の移動と同時に気泡の移動を吐出口側に集中させる
ことを達成している。これに対して、本実施例は、発生
する気泡の自由度を与えながら、滴吐出に直接作用する
気泡の吐出口側である気泡の下流側部分を可動部材の自
由端側で規制するものである。

【００８３】構成上で説明すると、図１５では、前述の
図１０の実施例に比較すると、図１０の素子基板１上に
設けられた気泡発生領域の下流端に位置するバリヤーと
しての凸部が本実施例では設けられていない。つまり、
可動部材の自由端領域および両側端領域は、吐出口領域
に対して気泡発生領域を実質的に密閉せずに開放してお
り、この構成が本実施例である。

【００８４】本実施例では、気泡の液滴吐出に直接作用
する下流側部分のうち、下流側先端部の気泡成長が許容
されているので、その圧力成分を吐出に有効に利用して
いる。加えて少なくともこの下流側部分の上方へ向かう
圧力（図１１のＶ2、Ｖ3、Ｖ4の分力）を可動部材の自
由端側部分が、この下流側先端部の気泡成長に加えられ
るように作用するため吐出効率を上述した実施例と同様
に向上する。前記実施例に比較して本実施例は、発熱体
の駆動に対する応答性が優れている。

【００８５】また、本実施例は、構造上簡単であるため
製造上の利点がある。

【００８６】本実施例の可動部材３１の支点部は、可動
部材の面部に対して小さい幅の１つの土台３４に固定さ
れている。従って、消泡時の気泡発生領域１１への液体
供給は、この土台の両側を通って供給される（図の矢印
参照）。この土台は供給性を確保するものであればどの
ような構造でもよい。

【００８７】液体の供給時におけるリフィルは、本実施
例の場合には、可動部材の存在によって気泡の消泡にと
もなって上方から気泡発生領域へ流れ込む流れが制御さ
れるので、従来の発熱体のみの気泡発生構造に対して優
れたものとなる。無論、これによって、メニスカスの後
退量を減じることもできる。

【００８８】本実施例の変形実施例としては、可動部材
の自由端に対する両側端（一方でも可）のみを気泡発生
領域１１に対して実質的に密閉状態とすることは好まし
いものとして挙げられる。この構成によれば、可動部材
の側方へ向かう圧力をも先に説明した気泡の吐出口側端
部の成長に変更して利用することができるので、一層吐
出効率が向上する。

【００８９】以上、本発明に適用可能な液体の吐出原理
を、熱を加えることで発泡させる液体と吐出される液体
が同じである１流路の液体吐出ヘッドによって説明した
が、次に、主たる液体の吐出原理が同じである、熱を加
えることで発泡させる液体（発泡液）と主として吐出さ
れる液体（吐出液）とを分けた２流路の液体吐出ヘッド
によって説明する。

【００９０】図１６は、２流路の液体吐出ヘッドの流路
方向の断面模式図を示しており、図１７はこの液体吐出
ヘッドの部分破断斜視図を示している。

【００９１】２流路の液体吐出ヘッドは、液体に気泡を
発生させるための熱エネルギーを与える発熱体２が設け
られた素子基板１上に、発泡用の第２液流路１６があ
り、その上に吐出口１８に直接連通した吐出液用の第１
液流路１４が配されている。第１液流路の上流側は、複
数の第１液流路に吐出液を供給するための第１共通液室
１５に連通しており、第２液流路の上流側は、複数の第
２液流路に発泡液を供給するための第２共通液室１７に
連通している。

【００９２】ただし、発泡液と吐出液を同じ液体とする
場合には、共通液室を一つにして共通化させてもよい。

【００９３】第１と第２の液流路の間には、金属等の弾
性を有する材料で構成された分離壁３０が配されてお
り、第１液流路と第２の液流路とを区分している。な
お、発泡液と吐出液とができる限り混ざり合わない方が
よい液体の場合には、この分離壁によってできる限り完
全に第１液流路１４と第２液流路１６の液体の流通を分
離した方がよいが、発泡液と吐出液とがある程度混ざり
合っても、問題がない場合には、分離壁に完全分離の機
能を持たせなくてもよい。

【００９４】発熱体の面方向上方への投影空間（以下吐
出圧発生領域という。；図１６中のＡの領域とＢの気泡
発生領域１１）に位置する部分の分離壁は、スリット３
５によって吐出口側（液体の流れの下流側）が自由端
で、共通液室（１５、１７）側に支点３３が位置する片
持梁形状の可動部材３１となっている。この可動部材３
１は、気泡発生領域１１（Ｂ）に面して配されているた
め、発泡液の発泡によって第１液流路側の吐出口側に向
けて開口するように動作する（図中矢印方向）。

【００９５】図１７においても、発熱体２としての発熱
抵抗部と、この発熱抵抗部に電気信号を印加するための
配線電極５とが配された素子基板１上に、第２の液流路
を構成する空間を介して分離壁３０が配置されている。

【００９６】可動部材３１の支点３３、自由端３２の配
置と、発熱体２との配置の関係については、上述した１
流路のヘッドと同様にしている。また、１流路のヘッド
において、液体供給路１２と発熱体２との構造の関係に
ついて説明したが、２流路のヘッドにおいても第２液流
路１６と発熱体２との構造の関係を同じくしている。

【００９７】次に図１８を用いて２流路の液体吐出ヘッ
ドの動作を説明する。

【００９８】ヘッドを駆動させるにあたっては、第１液
流路１４に供給される吐出液と第２の液流路１６に供給
される発泡液として同じ水系のインクを用いて動作させ
た。

【００９９】発熱体２が発生した熱が、第２液流路の気
泡発生領域内の発泡液に作用することで、先の実施例で
説明したのと同様に発泡液にUSP4,723,129に記載されて
いるような膜沸騰現象に基づく気泡４０を発生させる。

【０１００】２流路のヘッドおいては、気泡発生領域の
上流側を除く、３方からの発泡圧の逃げがないため、こ
の気泡発生にともなう圧力が吐出圧発生部に配された可
動部材６側に集中して伝搬し、気泡の成長をともなって
可動部材３１が図１８（ａ）の状態から図１８（ｂ）の
ように第１液流路側に変位する。この可動部材の動作に
よって第１液流路１４と第２液流路１６とが大きく連通
し、気泡の発生に基づく圧力が第１液流路の吐出口側の
方向（Ａ方向）に主に伝わる。この圧力の伝搬と、前述
のような可動部材の機械的変位によって液体が吐出口か
ら吐出される。

【０１０１】次に、気泡が収縮するに伴って可動部材３
１が図１８（ａ）の位置まで戻ると共に、第１液流路１
４では吐出された吐出液体の量に見合う量の吐出液体が
上流側から供給される。２流路においても、この吐出液
体の供給は前述の例と同様に可動部材が閉じる方向であ
るため、吐出液体のリフィルを可動部材で妨げることが
ない。

【０１０２】２流路のヘッドは、可動部材の変位に伴う
発泡圧力の伝搬、気泡の成長方向、バック波の防止等に
関する主要部分の作用や効果については１流路のヘッド
と同じであるが、２流路構成をとることによって、さら
に次のような長所がある。すなわち、２流路の構成によ
ると、吐出液と発泡液とを別液体とし、発泡液の発泡で
生じた圧力によって吐出液を吐出することができる。こ
のため従来、熱を加えても発泡が十分に行われにくく吐
出力が不十分であったポリエチレングリコール等の高粘
度の液体であっても、この液体を第１の液流路に供給
し、発泡液に発泡が良好に行われる液体（エタノール：
水＝４：６の混合液１〜２ｃＰ程度等）や低沸点の液体
を第２の液流路に供給することで良好に吐出させること
ができる。

【０１０３】また、発泡液として、熱を受けても発熱体
の表面にコゲ等の堆積物を生じない液体を選択すること
で、発泡を安定化し、良好な吐出を行うことができる。

【０１０４】さらに、２流路のヘッドの構造においては
１流路のヘッドで説明したような効果をも生じるため、
さらに高吐出効率、高吐出力で高粘性液体等の液体を吐
出することができる。

【０１０５】また、加熱に弱い液体の場合においてもこ
の液体を第１の液流路に吐出液として供給し、第２の液
流路で熱的に変質しにくく良好に発泡を生じる液体を供
給すれば、加熱に弱い液体に熱的な害を与えることな
く、しかも上述のように高吐出効率、高吐出力で吐出す
ることができる。

【０１０６】次に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【０１０７】以下の実施例においても、主たる液体の吐
出原理については、上述した説明と同じである。なお、
本発明は、上述した２流路のヘッドに適用されるもので
ある。図２２は代表的な２流路のヘッドを示す分解斜視
図である。

【０１０８】同図に示すように、アルミ等の支持体７０
上に素子基板１が配され、その上に発熱体２、第２液流
路１６の第２液流路壁２３および第２共通液室１７の壁
が設けられており、その上に可動部材３１を有する分離
壁３０が設けられている。さらに、分離壁３０の上に第
１液流路１４を構成する複数の溝、第１共通液室１５、
第１共通液室１５に第１の液体を供給するための供給路
２０および第２共通液室１７に第２の液体を供給するた
めの供給路２１が形成された溝付部材５０が設けられお
り、これらによって、２流路のヘッドが構成されてい
る。

【０１０９】（実施例１）図１は、第１の実施例の液体
吐出ヘッドの分解斜視図である。本ヘッドの構成は、図
２２に示した２流路のヘッドと分離壁の構成を除き同一
である。

【０１１０】図２は、本実施例の可動部材を有する分離
壁を示す図であり、図２（ａ）は分離壁の位置決め・固
定工程を示す図であり、図２（ｂ）は分離壁の側面図で
ある。

【０１１１】図２（ａ）に示すように、本ヘッドは、曲
げられた可動部材３１を有する分離壁３０と、第１液流
路１４となる溝部を有する溝付き部材５０と、発熱体２
と第２液流路１６となる溝部を有するヒータボードを設
けた素子基板１を所定の位置に位置決めを行ない、接合
し固定することにより製造される。

【０１１２】図１および図２に示すように、分離壁３０
に設けられた可動部材３１は、自己応力を発生させるた
め、可動部材３１の支点を屈曲点として発熱体側（第２
液流路側）に曲げられている。

【０１１３】本実施例のヘッドでは、可動部材３１が発
熱体側に曲げられているので、可動部材３１は第１液流
路１４と第２液流路１６の開口部を遮断すると共に、そ
の自己応力によって可動部材３１と第２液流路２３壁に
よる遮蔽部を加圧密閉する。このように、可動部材３１
をあらかじめ曲げるだけて、従来の構成を変えることが
ないため、コスト的にメリットがある。

【０１１４】（実施例２）図３は、第２の実施例の液体
吐出ヘッドの可動部材の遮蔽部を示す図である。

【０１１５】同図に示すように、第１液流路１４の圧力
Ｐ１を第２液流路１６の圧力Ｐ２よりも常に高くし、こ
の圧力差（吐出液の水頭−発泡液の水頭）によって可動
部材３１と第２液流路壁２３による遮蔽部を加圧してい
る。

【０１１６】本実施例のヘッドでは、圧力差によって可
動部材全体に均一に加重を印加できるので、遮蔽部の遮
蔽性を高めることができる。また、遮蔽部に加わる圧力
は圧力差を変えることによって容易に変えることができ
る。

【０１１７】（実施例３）図４は、第３の実施例の液体
吐出ヘッドの可動部材の遮蔽部を示す図である。図４
（ａ）は、発熱体２の下方に可動部材３１の幅方向全域
に渡って磁力発生素子である磁石２４が配されている例
を示し、図４（ｂ）は、遮断部の直下のみ磁石２４が配
せられている例を示している。後者は可動部材３１の遮
断部と重ならない領域にまで、磁力の影響が及ばないよ
うにしている。

【０１１８】同図に示すように、可動部材３１は磁石２
４によって第２液流路壁２３に引き付けられて遮蔽部を
加圧密着している。なお、可動部材３１には磁力によっ
て反応する材料を用いる。

【０１１９】本実施例のヘッドでは、磁石２４によって
遮蔽部を加圧しているので、吐出時は可動部材３１が変
化して磁石２４との距離が大きくなり磁力が弱まり、非
吐出時は磁石との距離が最も小さくなるので遮断性が高
まる。本実施例は、特に、ヘッド放置時に可動部材３１
に磁力を加え第２液流路壁２３に引き付けて遮蔽部を加
圧密着するのに適している。なお、磁石２４に電磁弁等
を用いてＯＮ／ＯＦＦ可能とすると、第１液流路１４と
第２液流路１６の開口部の開閉制御可能となる。

【０１２０】（実施例４）図５は、第４の実施例の液体
吐出ヘッドの模式図である。図５（ａ）はヘッドの１ノ
ズル部の上面図であり、図５（ｂ）はその流路方向の断
面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図
であり可動部材の遮蔽部を示す図である。

【０１２１】同図に示すように、可動部材３１の上（発
熱体２とは反対側）に遮断部を加圧するための押え部材
２５が設けられている。押え部材２５の先端側の中央部
は切り欠かれ、遮断部のみを押える形状をしている。

【０１２２】本実施例のヘッドでは、押え部材２５によ
り可動部材全体ではなく遮断部のみを集中的に加圧でき
る。また、可動部材３１の剛性や変位形状に大きな影響
を与えないので、従来の可動部材を流用することができ
る。

【０１２３】（実施例５）図６は、第５の実施例の液体
吐出ヘッドの模式図である。図６（ａ）は１ノズル部の
流路方向の断面図であり、図６（ｂ）はその上面図であ
る。

【０１２４】本実施例では、第４の実施例の図５に示す
ヘッド構造において、可動部材をシール部材２６に変
え、押え部材２５の上に方向制御部材としての可動部材
３１を配している。

【０１２５】前記シール部材２６は、発泡により変位し
た場合でも、できるかぎり第１液流路１４と第２液流路
１６の開口部を遮断する必要があるので開口部よりも大
きくされている。前記シール部材２６の剛性は、押え部
材２５の１／１００程度と小さくしている。このよう
に、シール部材２６の剛性を極端に小さくすることによ
って、気泡の圧力に素早く反応し、例えば消泡時に、よ
り早く閉じることができる。前記押え部材２５は実施例
４と同様、遮断部のみを押える形状をしている。また、
前記可動部材３１は、その自由端３２が遮蔽部の吐出口
側には配されないように構成されている。その理由は、
気泡の圧力を積極的に吐出口側へ向けるためである。

【０１２６】本実施例のヘッドでは、シール部材２６を
第１液流路１４と第２液流路１６の開口部の分離用とし
て機能させ、可動部材３１を吐出効率向上用として機能
させているので、吐出液と発泡液の分離効果と、吐出効
率効果をおのおの最適化することができる。

【０１２７】なお、本実施例の変形例として、図６
（ｃ）に示すように、前記押え部材２５と前記可動部材
３１を一体化し、押え機能付き方向制御部材２７として
もよい。

【０１２８】（実施例６）図７は第６の実施例の液体吐
出ヘッドの模式図であり、図８は図７に示す液体吐出ヘ
ッドの動作模式図である。

【０１２９】図７に示すように、本実施例は、第５の実
施例に示すヘッドの押え部材２５のシール部材側に凸状
ボッチ２８を設け、シール部材２６と押え部材２５が密
着しないようにしている。前記凸状ボッチ２８は、押え
部材２５がシール部材２６を介して遮蔽部と接する領域
に設けられ、遮蔽部をポイントで加圧する。

【０１３０】次に、上記ヘッドの動作について、図８の
（ａ）〜（ｂ）に従って説明する。 (a) 初期状態では、剛性が小さいシール部材２６は、押
え部材２５の凸状ボッチ２８で加圧されている。

【０１３１】(b) 気泡の発生により、シール部材２６、
押え部材２５、可動部材３１が変位し始める。気泡４０
は可動部材３１の作用により吐出方向に向かう。また、
シール部材２６は剛性が小さいため気泡４０の形状に沿
うように変形し、自由端２６ａの変位は少ない。

【０１３２】(c) 消泡時、凸状ボッチ２８の隙間から、
吐出液がシール部材２６と押え部材２５の間に入り込
む。シール部材２６は押え部材２５と密着せず気泡４０
の圧力に素早く反応し、押え部材２５、可動部材３１よ
りも早く、第１液流路１４と第２液流路１６の開口部を
遮蔽する。

【０１３３】(d) 押え部材２５、可動部材３１はシール
部材２６よりも遅れて初期状態に戻る。

【０１３４】本実施例のヘッドでは、シール部材２６と
押え部材２５が凸状ボッチ２８によって分離すること
で、シール部材２６による第１液流路１４と第２液流路
１６の分離機能と、可動部材３１による吐出効率向上機
能の両者を満足させることができる。

【０１３５】なお、第６の実施例の変形例である図６
（ｃ）に示すヘッドにおいて、押え機能付き方向制御部
材のシール部材側に凸状ボッチを設けても同様な効果が
得られる。

【０１３６】（その他の実施例）以上、本発明の液体吐
出ヘッドや液体吐出方法の要部の実施例について説明を
行ったが、以下にこれらの実施例に好ましく適用できる
実施形態例について図面を用いて説明する。

【０１３７】＜可動部材および分離壁＞図１９（ａ）、
（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ可動部材３１の他の形
状を示す平面図であり、符号３５は、分離壁に設けられ
たスリットであり、このスリットによって、可動部材３
１が形成されている。同図（ａ）は長方形の形状であ
り、（ｂ）は支点側が細くなっている形状で可動部材の
動作が容易な形状であり、（ｃ）は支点側が広くなって
おり、可動部材の耐久性が向上する形状である。可動部
材の形状は容易に動作可能な形状で、耐久性に優れた形
状であればよい。

【０１３８】先の実施例においては、板状可動部材３１
をおよびこの可動部材を有する分離壁３０は厚さ５μｍ
のニッケルで構成したが、これに限られることなく可動
部材、分離壁を構成する材質としては発泡液と吐出液に
対して耐溶剤性があり、可動部材として良好に動作する
ための弾性を有し、微細なスリットが形成できるもので
あればよい。

【０１３９】可動部材の材料としては、耐久性の高い、
銀、ニッケル、金、鉄、チタン、アルミニュウム、白
金、タンタル、ステンレス、りん青銅等の金属、および
その合金、または、アクリロニトリル、ブタジエン、ス
チレン等のニトリル基を有する樹脂、ポリアミド等のア
ミド基を有する樹脂、ポリカーボネイト等のカルボキシ
ル基を有する樹脂、ポリアセタール等のアルデヒド基を
持つ樹脂、ポリサルフォン等のスルホン基を持つ樹脂、
そのほか液晶ポリマー等の樹脂およびその化合物、耐イ
ンク性の高い、金、タングステン、タンタル、ニッケ
ル、ステンレス、チタン等の金属、これらの合金および
耐インク性に関してはこれらを表面にコーティングした
もの若しくは、ポリアミド等のアミド基を有する樹脂、
ポリアセタール等のアルデヒド基を持つ樹脂、ポリエー
テルエーテルケトン等のケトン基を有する樹脂、ポリイ
ミド等のイミド基を有する樹脂、フェノール樹脂等の水
酸基を有する樹脂、ポリエチレン等のエチル基を有する
樹脂、ポリプロピレン等のアルキル基を持つ樹脂、エポ
キシ樹脂等のエポキシ基を持つ樹脂、メラミン樹脂等の
アミノ基を持つ樹脂、キシレン樹脂等のメチロール基を
持つ樹脂およびその化合物、さらに二酸化珪素等のセラ
ミックおよびその化合物が望ましい。

【０１４０】分離壁の材質としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレー
ト、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リブタジエン、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリ
イミド、ポリサルフォン、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の
近年のエンジニアリングプラスチックに代表される耐熱
性、耐溶剤性、成型性の良好な樹脂、およびその化合
物、もしくは、二酸化珪素、チッ化珪素、ニッケル、
金、ステンレス等の金属、合金およびその化合物、もし
くは表面にチタンや金をコーティングしたものが望まし
い。

【０１４１】また、分離壁の厚さは、分離壁としての強
度を達成でき、可動部材として良好に動作するという観
点からその材質と形状等を考慮して決定すればよいが、
０．５μｍ〜１０μｍ程度が望ましい。

【０１４２】なお、可動部材３１を形成するためのスリ
ット３５の幅は本実施例では２μｍとしたが、発泡液と
吐出液とが異なる液体であり、両液体の混液を防止した
い場合は、スリット幅を両者の液体間でメニスカスを形
成する程度の間隔とし、夫々の液体同士の流通を抑制す
ればよい。例えば、発泡液として２ｃＰ（センチポア
ズ）程度の液体を用い、吐出液として１００ｃＰ以上の
液体を用いた場合には、５μｍ程度のスリットでも混液
を防止することができるが、３μｍ以下にすることが望
ましい。

【０１４３】本発明における可動部材としてはμｍオー
ダーの厚さ（ｔμｍ）を対象としており、ｃｍオーダー
の厚さの可動部材は意図していない。μｍオーダーの厚
さの可動部材にとって、μｍオーダーのスリット幅（Ｗ
μｍ）を対象とする場合、製造のバラツキをある程度考
慮することが望ましい。

【０１４４】スリットを形成する可動部材の自由端ある
いは／且つ側端に対向する部材の厚みが可動部材の厚み
と同等の場合（図１７等）、スリット幅と厚みの関係を
製造のバラツキを考慮して以下のような範囲にすること
で発泡液と吐出液の混液を安定的に抑制することができ
る。このことは限られた条件ではあるが設計上の観点と
して、３ｃｐ以下の粘度の発泡液に対して高粘度インク
（５ｃｐ、１０ｃｐ等）を用いる場合、Ｗ／ｔ≦１を満
足するようにすることで、２液の混合を長期にわたって
抑制することが可能な構成となった。

【０１４５】本発明の「実質的な密閉状態」を与えるス
リットとしては、このような数μｍオーダであればより
確実である。

【０１４６】上述のように、発泡液と吐出液とに機能分
離させた場合、可動部材がこれらの実質的な仕切部材と
なる。この可動部材が気泡の生成に伴って移動する際に
吐出液に対して発泡液がわずかに混入することが見られ
る。画像を形成する吐出液は、インクジェット記録の場
合、色材濃度を３％乃至５％程度有するものが一般的で
あることを考慮すると、この発泡液が吐出液滴に対して
２０％以下の範囲で含まれても大きな濃度変化をもたら
さない。従って、このような混液としては、吐出液滴に
対して２０％以下となるような発泡液と吐出液との混合
を本発明に含むものとする。

【０１４７】なお、上記構成例の実施では、粘性を変化
させても上限で１５％の発泡液の混合であり、５ｃｐｓ
以下の発泡液では、この混合比率は、駆動周波数にもよ
るが、１０％程度を上限とするものであった。

【０１４８】特に、吐出液の粘度を２０ｃｐｓ以下にす
ればする程、この混液は低減（例えば５％以下）でき
る。

【０１４９】＜素子基板＞以下に液体に熱を与えるため
の発熱体が設けられた素子基板の構成について説明す
る。

【０１５０】図２０（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本
発明の液体吐出ヘッドの縦断面図を示したもので、同図
（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。

【０１５１】素子基板１上に第２液流路１６、分離壁３
０、第１液流路１４、第１液流路を構成する溝を設けた
溝付き部材５０が配されている。

【０１５２】素子基板１には、シリコン等の気体１０７
に絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸化膜またはチ
ッ化シリコン膜１０６を成膜し、その上に発熱体を構成
するハフニュウムボライド（ＨｆＢ2）、チッ化タンタ
ル（ＴａＮ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）等の電気抵
抗層１０５（０．０１〜０．２μｍ厚）とアルミニュウ
ム等の配線電極（０．２〜１．０μｍ厚）を図１３のよ
うにパターニングされている。この２つの配線電極１０
４から抵抗層１０５に電圧を印加し、抵抗層に電流を流
し発熱させる。配線電極間の抵抗層上には、酸化シリコ
ンやチッ化シリコン等の保護層を０．１〜２．０μｍ厚
で形成し、さらにそのうえにタンタル等の耐キャビテー
ション層（０．１〜０．６μｍ厚）が成膜されており、
インク等の各種の液体から抵抗層１０５を保護してい
る。

【０１５３】特に、気泡の発生、消泡の際に発生する圧
力や衝撃波は非常に強く、堅くてもろい酸化膜の耐久性
を著しく低下させるため、金属材料のタンタル（Ｔａ）
等が耐キャビテーション層として用いられる。

【０１５４】また、液体、液流路構成、抵抗材料の組み
合わせにより上述の保護層を必要としない構成でもよく
その例を図２０（ｂ）に示す。このような保護層を必要
としない抵抗層の材料としてはイリジュウム−タンタル
−アルミ合金等が挙げられる。

【０１５５】このように、前述の各実施例における発熱
体の構成としては、前述の電極間の抵抗層（発熱部）だ
けででもよく、また抵抗層を保護する保護層を含むもの
でもよい。

【０１５６】本実施例においては、発熱体として電気信
号に応じて発熱する抵抗層で構成された発熱部を有する
ものを用いたが、これに限られることなく、吐出液を吐
出させるのに十分な気泡を発泡液に生じさせるものであ
ればよい。例えば、発熱部としてレーザ等の光を受ける
ことで発熱するような光熱変換体や高周波を受けること
で発熱するような発熱部を有する発熱体でもよい。

【０１５７】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。

【０１５８】また、前述のような素子基板１に設けられ
ている電気熱変換体の発熱部を駆動し、液体を吐出する
ためには、前述の抵抗層１０５に配線電極１０４を介し
て図２１で示されるような矩形パルスを印加し、配線電
極間の抵抗層１０５を急峻に発熱させる。前述の各実施
例のヘッドにおいては、それぞれ電圧２４Ｖ、パルス幅
７μｓｅｃ、電流１５０ｍＡ、電気信号を６ｋＨｚで加
えることで発熱体を駆動させ、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。

【０１５９】＜吐出液体、発泡液体＞先の実施例で説明
したように本発明においては、前述のような可動部材を
有する構成によって、従来の液体吐出ヘッドよりも高い
吐出力や吐出効率でしかも高速に液体を吐出することが
できる。本実施例の内、発泡液と吐出液とに同じ液体を
用いる場合には、発熱体から加えられる熱によって劣化
せずに、また加熱によって発熱体上に堆積物を生じにく
く、熱によって気化、凝縮の可逆的状態変化を行うこと
が可能であり、さらに液流路や可動部材や分離壁等を劣
化させない液体であれば種々の液体を用いることができ
る。

【０１６０】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。

【０１６１】一方、本発明の２流路のヘッドを用い、吐
出液と発泡液を別液体とした場合には、発泡液として前
述のような性質の液体を用いればよく、具体的には、メ
タノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパ
ノール、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、
トルエン、キシレン、二塩化メチレン、トリクレン、フ
レオンＴＦ、フレオンＢＦ、エチルエーテル、ジオキサ
ン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、アセト
ン、メチルエチルケトン、水等およびこれらの混合物が
挙げられる。

【０１６２】吐出液としては、発泡性の有無、熱的性質
に関係なく様々な液体を用いることができる。また、従
来吐出が困難であった発泡性が低い液体、熱によって変
質、劣化しやすい液体や高粘度液体等であっても利用で
きる。

【０１６３】ただし、吐出液の性質として吐出液自身、
又は発泡液との反応によって、吐出や発泡また可動部材
の動作等を妨げるような液体でないことが望まれる。

【０１６４】記録用の吐出液体としては、高粘度インク
等をも利用することができる。その他の吐出液体として
は、熱に弱い医薬品や香水等の液体を利用することもで
きる。

【０１６５】本発明においては、吐出液と発泡液の両方
に用いることができる記録液体として以下のような組成
のインクを用いて記録を行ったが、吐出力の向上によっ
てインクの吐出速度が高くなったため、液滴の着弾精度
が向上し非常に良好な記録画像を得ることができる。

【０１６６】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％また、発泡液と吐出液に以下に示すような組成の液体を
組み合せて吐出させて記録を行なった。その結果、従来
のヘッドでは困難であった１０ｃＰ粘度の液体はもちろ
ん１５０ｃＰという非常に高い粘度の液体で良好に吐出
でき、高画質な記録物を得ることができた。

【０１６７】発泡液１の組成エタノール４０重量％水６０重量％発泡液２の組成水１００重量％発泡液３の組成イソピルアルコール１０重量％水９０重量％吐出液１顔料インク（粘度１５ｃＰ）の組成カーボンブラック５重量％スチレンーアクリル酸ーアクリル酸エステル共重合体１重量％（酸価１４０、重量平均分子量８０００）モノエタノールアミン０．２５重量％グリセリン６９重量％チォジグリコール５重量％エタノール３重量％水１６．７５重量％吐出液２（粘度５５ｃＰ）の組成ポリエチレングリコール２００１００重量％吐出液３（粘度５５ｃＰ）の組成ポリエチレングリコール６００１００重量％ところで、前述したような従来吐出されにくいとされて
いた液体の場合には、吐出速度が低いために、吐出方向
性のバラツキが助長され記録紙上のドットの着弾精度が
悪く、また吐出不安定による吐出量のバラツキが生じ、
これらのことで高品位画像が得られにくかった。しか
し、上述の実施例の構成においては、気泡の発生を発泡
液を用いることで充分に、しかも安定して行なうことが
できる。このことで、液滴の着弾精度の向上とインク吐
出量の安定化を図ることができ、記録画像品位を著しく
向上させることができた。

【０１６８】＜液体吐出ヘッドカートリッジ＞次に、上
記実施形態例に係る液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出
ヘッドカートリッジを概略説明する。

【０１６９】図２３は、前述した液体吐出ヘッドを含む
液体吐出ヘッドカートリッジの模式的分解斜視図であ
り、液体吐出ヘッドカートリッジは、主に液体吐出ヘッ
ド部２００と液体容器９０とから概略構成されている。

【０１７０】液体吐出ヘッド部２００は、素子基板１、
分離壁３０、溝付部材５０、押さえバネ７８、液体供給
部材８０、支持体７０等から成っている。素子基板１に
は、前述のように発泡液に熱を与えるための発熱抵抗体
が、複数個、列状に設けられており、また、この発熱抵
抗体を選択的に駆動するための機能素子が複数設けられ
ている。この素子基板１と可動壁を持つ前述の分離壁３
０との間に発泡液路が形成され発泡液が流通する。この
分離壁３０と溝付部材５０との接合によって、吐出され
る吐出液体が流通する吐出流路（不図示）が形成され
る。

【０１７１】押さえバネ７８は、溝付部材５０に素子基
板１方向への付勢力を作用させる部材であり、この付勢
力により素子基板１、分離壁３０、溝付部材５０と、後
述する支持体７０とを良好に一体化させている。

【０１７２】支持体７０は、素子基板１等を支持するた
めのものであり、この支持体７０上にはさらに素子基板
１に接続し電気信号を供給するための回路基板７１や、
装置側と接続することで装置側と電気信号のやりとりを
行うためのコンタクトパッド７２が配置されている。

【０１７３】液体容器９０は、液体吐出ヘッドに供給さ
れる、インク等の吐出液体と気泡を発生させるための発
泡液とを内部に区分収容している。液体容器９０の外側
には、液体吐出ヘッドと液体容器との接続を行う接続部
材を配置するための位置決め部９４と接続部を固定する
ための固定軸９５が設けられている。吐出液体の供給
は、液体容器の吐出液体供給路９２から接続部材の供給
路を介して液体供給部材８０の吐出液体供給路８１に供
給され、各部材の吐出液体供給路８３，７３，２０を介
して第１の共通液室に供給される。発泡液も同様に、液
体容器の供給路９３から接続部材の供給路を介して液体
供給部材８０の発泡液供給路８２に供給され、各部材の
発泡液体供給路８４，７３，２１を介して第２液室に供
給される。

【０１７４】以上の液体吐出ヘッドカートリッジにおい
ては、発泡液と吐出液が異なる液体である場合も、供給
を行いうる供給形態および液体容器で説明したが、吐出
液体と発泡液体とが同じである場合には、発泡液と吐出
液の供給経路および容器を分けなくてもよい。

【０１７５】なお、この液体容器には、各液体の消費後
に液体を再充填して使用してもよい。このためには液体
容器に液体注入口を設けておくことが望ましい。又、液
体吐出ヘッドと液体容器とは一体であってもよく、分離
可能としてもよい。

【０１７６】＜液体吐出装置＞図２４は、前述の液体噴
射ヘッドを搭載した液体吐出装置の概略構成を示してい
る。本実施例では特に吐出液体としてインクを用いたイ
ンク吐出記録装置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。

【０１７７】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。

【０１７８】また、本実施例の液体吐出装置において
は、被記録媒体搬送手段とキャリッジを駆動するための
駆動源としてのモータ１１１、駆動源からの動力をキャ
リッジに伝えるためのギア１１２、１１３、キャリッジ
軸１１５等を有している。この記録装置及びこの記録装
置で行う液体吐出方法によって、各種の被記録媒体に対
して液体を吐出することで良好な画像の記録物を得るこ
とができた。

【０１７９】図２５は、本発明の液体吐出方法および液
体吐出ヘッドを適用したインク吐出記録を動作させるた
めの装置全体のブロック図である。

【０１８０】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。

【０１８１】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。

【０１８２】上述のような記録装置に適用でき、インク
等の液体の付与が行われる被記録媒体としては、各種の
紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板等に用
いられるプラスチック材、布帛、アルミニュウムや銅等
の金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板
等の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ
等の三次元構造体等を対象とすることができる。

【０１８３】また上述の記録装置として、各種の紙やＯ
ＨＰシート等に対して記録を行うプリンタ装置、コンパ
クトディスク等のプラスチック材に記録を行うプラスチ
ック用記録装置、金属板に記録を行う金属用記録装置、
皮革に記録を行う皮革用記録装置、木材に記録を行う木
材用記録装置、セラミックス材に記録を行うセラミック
ス用記録装置、スポンジ等の三次元網状構造体に対して
記録を行う記録装置、又布帛に記録を行う捺染装置等を
も含むものである。

【０１８４】またこれらの液体吐出装置に用いる吐出液
としては、夫々の被記録媒体や記録条件に合わせた液体
を用いればよい。

【０１８５】＜記録システム＞次に、本発明の液体吐出
ヘッドを記録ヘッドとして用い被記録媒体に対して記録
を行う、インクジェット記録システムの一例を説明す
る。

【０１８６】図２６は、前述した本発明の液体吐出ヘッ
ド２０１ａ〜２０１ｄを用いたインクジェット記録シス
テムの構成を説明するための模式図である。本実施例に
おける液体吐出ヘッドは、被記録媒体１５０の記録可能
幅に対応した長さに３６０ｄｐｉの間隔で吐出口を複数
配したフルライン型のヘッドであり、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４
色に対応した４つのヘッドをホルダ２０２によりＸ方向
に所定の間隔を持って互いに平行に固定支持されてい
る。なお、ヘッドホルダー２０２にはヘッド移動手段２
２４が接続されている。

【０１８７】これらのヘッドに対してそれぞれ駆動信号
供給手段を構成するヘッドドライバー３０７から信号が
供給され、この信号に基づいて各ヘッドの駆動が成され
る。各ヘッドには、吐出液としてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４
色のインクがそれぞれ２０４ａ〜２０４ｄのインク容器
から供給されている。なお、符号２０４ｅは発泡液が蓄
えられた発泡液容器であり、この容器から各ヘッドに発
泡液が供給される構成になっている。

【０１８８】また、各ヘッドの下方には、内部にスポン
ジ等のインク吸収部材が配されたヘッドキャップ２０３
ａ〜２０３ｄが設けられており、非記録時に、キャップ
移動手段２２５により各ヘッドの吐出口を覆うことでヘ
ッドの保守を成すことができる。

【０１８９】符号２０６は、先の各実施例で説明したよ
うな各種、非記録媒体を搬送するための搬送手段を構成
する搬送ベルトである。搬送ベルト２０６は、各種ロー
ラ等２１１〜２１３により所定の経路に引き回されてお
り、モータードライバ３０５に接続された駆動用ローラ
２１４により駆動される。

【０１９０】前記モータードライバー３０５、ヘッドド
ライバー３０７、ヘッド移動手段２２４およびキャップ
移動手段は制御回路２１９に接続されている。

【０１９１】本実施例のインクジェット記録システムに
おいては、記録を行う前後に被記録媒体１５０に対して
各種の処理を行う前処理装置２５１および後処理装置２
５２をそれぞれ被記録媒体搬送経路の上流と下流に設け
ている。

【０１９２】前処理と後処理は、記録を行う被記録媒体
の種類やインクの種類に応じて、その処理内容が異なる
が、例えば、金属、プラスチック、セラミックス等の被
記録媒体に対しては、前処理として、紫外線とオゾンの
照射を行い、その表面を活性化することでインクの付着
性の向上を図ることができる。また、プラスチック等の
静電気を生じやすい被記録媒体においては、静電気によ
ってその表面にゴミが付着しやすく、このゴミによって
良好な記録が妨げられる場合がある。このため、前処理
としてイオナイザ装置を用い被記録媒体の静電気を除去
することで、被記録媒体からごみの除去を行うとよい。
また、被記録媒体として布帛を用いる場合には、滲み防
止、先着率の向上等の観点から布帛にアルカリ性物質、
水溶性物質、合成高分子、水溶性金属塩、尿素およびチ
オ尿素から選択される物質を付与する処理を前処理とし
て行えばよい。前処理としては、これらに限らず、被記
録媒体の温度を記録に適切な温度にする処理等であって
もよい。

【０１９３】一方、後処理は、インクが付与された被記
録媒体に対して熱処理、紫外線照射等によるインクの定
着を促進する定着処理や、前処理で付与し未反応で残っ
た処理剤を洗浄する処理等を行うものである。

【０１９４】なお、本実施例では、ヘッドとしてフルラ
インヘッドを用いて説明したが、これに限らず、前述し
たような小型のヘッドを被記録媒体の幅方向に搬送して
記録を行う形態のものであってもよい。

【０１９５】さらに、各実施例において、少なくとも２
つを組み合わせて実施することにより発明の効果を高め
ることが可能である。

【０１９６】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ため、方向制御部材を有する２流路の液体吐出ヘッドに
おいて、その優れた吐出効率を維持しつつ、消泡時の吐
出液の発熱体上へのまわり込みや、長期放置での吐出液
と発泡液の混液を防止するとができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の液体吐出ヘッドの分解斜視図で
ある。

【図２】第１の実施例の可動部材を有する分離壁を示す
図である。図２（ａ）は分離壁の位置決め・固定工程を
示す図であり、図２（ｂ）は分離壁の側面図である。

【図３】第２の実施例の液体吐出ヘッドの可動部材の遮
蔽部を示す図である。

【図４】第３の実施例の液体吐出ヘッドの可動部材の遮
蔽部を示す図である。図４（ａ）は、発熱体の下方に可
動部材の幅方向全域に渡って磁石が配されている例を示
し、図４（ｂ）は、遮断部の直下のみ磁石が配せられて
いる例を示している。

【図５】第４の実施例の液体吐出ヘッドの模式図であ
る。図５（ａ）はヘッドの１ノズル部の上面図であり、
図５（ｂ）はその流路方向の断面図であり、図５（ｃ）
は図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり可動部材の遮蔽部
を示す図である。

【図６】第５の実施例の液体吐出ヘッドの模式図であ
る。図６（ａ）は１ノズル部の流路方向の断面図であ
り、図６（ｂ）はその上面図であり、図６（ｃ）は第５
の実施例の変形例の１ノズル部の上面図である。

【図７】第６の実施例の液体吐出ヘッドの模式図であ
る。

【図８】図８は図７に示す液体吐出ヘッドの動作模式図
である。

【図９】本発明の液体吐出ヘッドの一例を示す模式断面
図である。

【図１０】本発明の液体吐出ヘッドの部分破断斜視図で
ある。

【図１１】従来のヘッドにおける気泡からの圧力伝搬を
示す模式図である。

【図１２】本発明のヘッドにおける気泡からの圧力伝搬
を示す模式図である。

【図１３】本発明の液体の流れを説明するための模式図
である。

【図１４】本発明の液体吐出ヘッドの部分破断斜視図で
ある。

【図１５】本発明の液体吐出ヘッドの部分破断斜視図で
ある。

【図１６】本発明の液体吐出ヘッド（２流路）を示す模
式断面図である。

【図１７】本発明の液体吐出ヘッド（２流路）の部分破
断斜視図である。

【図１８】可動部材の動作を説明するための図である。

【図１９】可動部材の他の形状を説明するための図であ
る。

【図２０】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。

【図２１】駆動パルスの形状を示す模式図である。

【図２２】本発明のヘッドの分解斜視図である。

【図２３】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図で
ある。

【図２４】液体吐出装置の概略構成図である。

【図２５】装置ブロックである。

【図２６】液体吐出記録システムを示す図である。

【図２７】従来の液体吐出ヘッドの液流路構造を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１素子基板２発熱体３面積中心５配線電極１０液流路１１気泡発生領域１２供給路１３共通液室１４第１液流路１５第１共通液室１６第２液流路１７第２共通液室１８吐出口２０第１供給部２１第２供給部２３第２液流路壁２４磁石（磁力発生素子）２５押え部材２６シール部材２６ａ自由端２７押え機能付き方向制御部材（方向制御部材）２８凸状ボッチ３０分離壁３１可動部材（方向制御部材）３２自由端３３支点３４支持部材３５スリット３６気泡発生領域前壁３７気泡発生領域側壁４０気泡４５液滴５０溝付き部材５４液室５５弁７０支持体７１回路基板７２コンタクトパッド７３吐出液体供給路７８ばね８０液体供給部材

フロントページの続き (72)発明者樫野俊雄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)発明者吉平文東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者石永博之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者種谷陽一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (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Ｆターム(参考） 2C056 EA14 EA21 FA03 HA05 2C057 AF65 AF71 AF84 AG46 AG58 BA05 BA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気泡発生領域に対面して可動部材を有す
る分離壁を備え、吐出液の第１液流路と発泡液の第２液
流路とを分離し、気泡の圧力により可動部材の自由端を
変位させて液体を吐出させる液体吐出方法であって、非
吐出時に前記可動部材によって第１液流路と第２液流路
の開口部を遮断し、該遮断部を加圧することを特徴とす
る液体吐出方法。
【請求項２】気泡発生領域に対面してシール部材を備
え、吐出液の第１液流路と発泡液の第２液流路とを分離
し、気泡の圧力により前記シール部材を介して方向制御
部材の自由端を変位させて液体を吐出させる液体吐出方
法であって、非吐出時に前記方向制御部材によって第１
液流路と第２液流路の開口部をシール部材を介して遮断
し、該遮断部を加圧することを特徴とする液体吐出方
法。
【請求項３】気泡発生領域に対面して可動部材を有す
る分離壁を備え、吐出液の第１液流路と発泡液の第２液
流路とを分離し、気泡の圧力により可動部材の自由端を
変位させて液体を吐出させる液体吐出ヘッドであって、
非吐出時に前記可動部材によって第１液流路と第２液流
路の開口部を遮断すると共に、該遮断部を加圧手段で加
圧することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】前記加圧手段として、前記可動部材をそ
の支点を屈曲点として第２流路側に曲げることを特徴す
る請求項３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】前記加圧手段として、前記記第１液流路
の圧力を第２液流路の圧力より高くすることを特徴とす
る請求項３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】前記加圧手段として、前記可動部材の下
方に磁力発生手段を配設することを特徴とする請求項３
記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】前記加圧手段として、前記可動部材の上
部に前記遮断部を押える押え部材を配設することを特徴
する請求項３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】気泡発生領域に対面してシール部材を備
え、吐出液の第１液流路と発泡液の第２液流路とを分離
し、気泡の圧力により前記シール部材を介して方向制御
部材の自由端を変位させて液体を吐出させる液体吐出ヘ
ッドであって、非吐出時に前記シール部材によって第
１液流路と第２液流路の開口部を遮断すると共に、該遮
断部を前記方向制御部材で加圧することを特徴とする液
体吐出ヘッド。
【請求項９】前記方向制御部材の下部に凸状ボッチを
設けることを特徴とする請求項８記載の液体吐出ヘッ
ド。
【請求項１０】前記方向制御部材は、前記シール部材
の上部に配設され前記遮蔽部を押える押え部材と、該押
え部材の上部に配設され気泡の圧力をシール部材を介し
て吐出口側に導く可動部材とから構成されることを特徴
とする請求項８または９記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】請求項３〜１０のいずれか１項に記載
の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに液体を保持す
る液体容器とを有することを特徴とするヘッドカートリ
ッジ。
【請求項１２】請求項３〜１０のいずれか１項に記載
の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドを搭載する、副
操作方向に往復移動可能なキャリッジとを有し、被記録
媒体への記録を行うことを特徴とする液体吐出装置。