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JP2000280479A - 液体吐出ヘッド、該吐出ヘッドを用いた突然不吐出防止方法、および該吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

液体吐出ヘッド、該吐出ヘッドを用いた突然不吐出防止方法、および該吐出ヘッドの製造方法

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JP2000280479A
JP2000280479A JP2000007182A JP2000007182A JP2000280479A JP 2000280479 A JP2000280479 A JP 2000280479A JP 2000007182 A JP2000007182 A JP 2000007182A JP 2000007182 A JP2000007182 A JP 2000007182A JP 2000280479 A JP2000280479 A JP 2000280479A
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liquid
discharge port
discharge
flow path
ejection
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の液体吐出ヘッドは、高い駆動周波数で
の発泡のばらつきや、製造段階での吐出口ごとの特性の
ばらつきなどに対し、液体吐出方向を安定化できない。 【解決手段】 液体を吐出するための吐出口３２を備え
る吐出口部と、この吐出口部に連通すると共に吐出口部
に液体を導くための液流路と、この液流路に設けられて
吐出口３２から液体を吐出するために利用される熱エネ
ルギーを発生する発熱抵抗素子３１とを有し、液体に熱
エネルギーを付与することで液体に状態変化を生起させ
気泡を形成し、発生した気泡の圧力により液体を吐出す
る液体吐出ヘッドであって、気泡が最大体積に成長した
後の体積減少段階で液体を吐出すると共に吐出口３２の
中心に対して分散し、かつ液体の吐出方向に延在する複
数の溝を吐出口部に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクなどの液体
を吐出する液体吐出ヘッドおよび当該ヘッドを用いた突
然不吐出防止方法、および該吐出ヘッドの製造方法に関
し、より具体的にはきわめて小さな液滴を吐出する液体
吐出ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】今日広く一般的に用いられるインクなど
の液体を吐出する方式としては、インクジェット記録方
式が知られている。このインクジェット記録方式には、
インク滴を吐出するために用いられる吐出エネルギ発生
素子として電気熱変換素子（ヒータ）を利用する方法と
圧電素子（ピエゾ）を利用する方法があり、いずれの場
合も電気的な信号によってインク滴の吐出を制御するこ
とが可能である。
【０００３】例えば、電気熱変換素子を用いるインク滴
吐出方法の原理は、電気熱変換素子に電気信号を与える
ことにより、電気熱変換素子近傍のインクを瞬時にして
沸騰させ、そのときのインクの相変化により生じる急激
な気泡の成長によってインク滴を高速に吐出させるもの
である。一方、圧電素子を用いるインク滴の吐出方法の
原理は、圧電素子に電気信号を与えることにより、圧電
素子が変化しこの変位時の圧力によってインク滴を吐出
させるものである。
【０００４】特に電気熱変換素子を用いる液体吐出方法
については、形成された気泡を大気に連通させて液体の
吐出を行う方式が知られている。この方式の実用的な適
用は、特開平４−１０９４０号公報,特開平４−１０９
４１号公報,特開平４−１０９４２号公報および特開平
４−１２８５９号公報に開示されている。かかる公報に
記載された発明は、気泡破裂によってもたらされるスプ
ラッシュや不安定な液滴形成の原因を追求することによ
りなされたもので、液路に対して熱エネルギを与えて核
沸騰を急激に越える温度上昇により液路内に気泡を生成
する工程と、該液路の吐出口近傍で前記気泡を大気と連
通させる工程とを含む液体吐出方法である。このような
大気連通方式の液体吐出方法においては、気泡の成長お
よび気泡が外気に連通する際の均一性の観点から、吐出
口を電気熱変換素子に対向する位置に設けた、いわゆる
サイドシュータ構造の液体吐出ヘッドの方が安定した液
体の吐出のためには好ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】さて、こうしたインク
ジェット記録方式においては、より一層の高画質化,高
精細化および記録速度の向上が求められている。
【０００６】しかしながら、上述のサイドシュータ構造
の液体吐出ヘッドを用いて高画質画像を形成するにあた
って、吐出される液滴の体積を減少させてゆくと、気泡
と外気との連通特性が吐出液滴の吐出方向に影響を与え
はじめることが判明するに至った。特に、吐出される液
体の体積を２０×１０-15ｍ3以下とすると、尾引き（液
路と液滴の主液滴をつなぐ液）およびこの尾引きによっ
て形成されるサテライト滴が画質に影響を与えることに
なり、加えて微小ミストが霧状になって浮遊する割合が
増加し、記録媒体の被記録面に付着して記録品位が低下
するという新たな課題が生じた。
【０００７】これに対し、本出願人は、大気連通方式に
よる液体吐出方法を利用しつつ、上述の新たな課題を解
決する優れた液体吐出方法を提案している。該方法は、
いわゆるサイドシュータ構造の液体吐出ヘッドにおい
て、気泡の体積減少段階において初めて気泡と大気とを
連通させることで液体を吐出することで、吐出ヨレの少
ない高画質記録を行うことができる優れたものである。
本発明者は、より高精細、且つ高画質な記録を行うため
鋭意検討したところ、高い駆動周波数での発泡のばらつ
きや、製造段階でのノズルごとの特性のばらつきなどの
様々なばらつき要因に対して、常に安定して上述の吐出
方法による吐出を実現させることが望ましいとの知見を
得た。そして、上述の液体吐出方法についての現象解析
を行った結果、消泡工程において液体を吐出する吐出方
式の場合、吐出口面のみならず、吐出口面を含む吐出口
を形成する吐出口部、さらには吐出させる手段および液
流路まで含めたヘッド構成全体で、多少のばらつき要因
に対しても液体の動きを安定化させることが重要である
との新規な知見を得るに至った。
【０００８】そこで、吐出口形状を工夫したものを中心
に、液滴の吐出方向のヨレを抑制する構成を調査したと
ころ、特開平４−３９０４９号公報を見出した。該公報
では、現像剤が吐出する開口部と、現像剤を開口部から
吐出させる手段と、現像剤が流れる流路とを持つ現像剤
吐出装置において、開口部が花弁形状となる構成を開示
している。しかしながら、この公報は、「円形ノズルの
開口部と非開口部の境界がはっきりと分れているため現
像剤を吐出する際に非常に不安定な挙動をする」という
点、および「現像剤が吐出した瞬間に円形ノズルの外周
面に付着した現像剤に引っ張られ飛行曲がりを起こす」
という点を課題として認識したものに過ぎない。言い換
えれば、吐出口面の濡れ性の均一化という認識しかな
く、吐出ヨレの原因を吐出させる手段および液流路まで
含めて考慮するという、本発明の上記知見を満足するも
のではなかった。
【０００９】また、特にサイドシュータ型と呼ばれる液
体吐出ヘッドのうち、吐出口と発熱抵抗素子との間の液
流路が、液室へ向かう方向を除いて流路の側壁を形成す
る壁面により囲まれている構成（図６９〜図７２を参
照）の場合、何らかの原因で流路の側壁を形成する壁面
により囲まれている空間の隅部に気泡が滞留してしまう
ことがある。発泡時の吐出パワーがこの気泡の滞留によ
って吸収される結果、液滴の吐出が不安定となったり、
吐出速度が低下したり、吐出量が減少したり、あるいは
吐出方向がずれてしまうおそれがあった。
【００１０】一方、上述したより一層の高画質化,高精
細化を実現するために、液体吐出ヘッドの吐出口の開口
面積を小さくして行くと、吐出口面に何らかの原因によ
って付着したインク滴により、吐出口が塞がれてしまう
場合がある。特に、上述の大気連通方式を採用する液体
吐出ヘッドの場合、インク滴により吐出口が塞がれると
不吐出（以下、突然不吐という）が発生し、その吐出口
のみが記録に関与しなくなるため、画像形成上、白スジ
を発生させるおそれがある。
【００１１】
【発明の目的】本発明者は上述の現象についても詳細に
検討したところ、突然不吐は１吐出口単位の現象であ
り、一度不吐出状態になると、吸引などの回復手段を用
いないことには、回復しにくいことが分かった。
【００１２】さらに、こうした気泡の滞留や突然不吐に
対しても、吐出口面のみならず、吐出口面を含む吐出口
を形成する吐出口部、さらには吐出させる手段および液
流路まで含めたヘッド構成全体が重要であるとの新規な
知見を得るに至った。
【００１３】本発明は、上述した本発明者による鋭意検
討の結果想起されたものであり、吐出口面を含む吐出口
を形成する吐出口部、さらには吐出させる手段および液
流路まで含めたヘッド構成全体を考慮することで、より
一層の高画質化,高精細化および記録速度の向上といっ
た要求を満たすことのできる、総合的に優れた液体吐出
を実現可能な液体吐出ヘッドおよび該ヘッドの製造方法
を提供することを主たる目的とするものである。
【００１４】より具体的には、本発明の第１の目的は、
高い駆動周波数での発泡のばらつきや、製造段階での吐
出口ごとの特性のばらつきなどの様々なばらつき要因に
対し、液体吐出方向を安定化することのできる優れた液
体吐出ヘッドを提供することである。
【００１５】本発明の第２の目的は、上述の突然不吐を
効果的に防止、あるいは抑制することのできる優れた液
体吐出ヘッドおよび該ヘッドを用いた突然不吐出防止方
法を提供することである。
【００１６】本発明の第３の目的は、特に製造段階での
吐出口の精度を許容しつつも、液体吐出方向を安定化す
るとともに、上記突然不吐出をも効果的に防止、あるい
は抑制することのできる優れた液体吐出ヘッドを提供す
ることである。
【００１７】本発明の第４の目的は、上述の各目的を単
独、あるいは組み合わせた複合的な目的を達成すること
のできる複雑な形状でありながら容易に形成される液体
吐出ヘッドおよび該液体吐出ヘッドの製造方法を提供す
ることにある。
【００１８】本発明の第５の目的は、液滴に気泡を発生
して液体を吐出させるヘッドのうち、いわゆるサイドシ
ュータ型と呼ばれている液体吐出ヘッドにおいて、メニ
スカスの振動の収束の早いリフィル性能に優れた液体吐
出ヘッドを提供することにある。
【００１９】本発明の第６の目的は、液滴に気泡を発生
して液体を吐出させるヘッドのうち、いわゆるサイドシ
ュータ型と呼ばれている液体吐出ヘッドにおいて、気泡
の抱き込みによる不安定な液体の吐出を抑制することの
できる優れた液体吐出ヘッドを提供することである。
【００２０】本発明の他の目的は、以下の説明から理解
されるものであり、上記個々の目的の任意の組み合わせ
による複合的な目的をも本発明は達成できるものであ
る。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上述の諸目的を達成する
ための具体的な手段は、以下の構成から理解できよう。
【００２２】本発明の第１の形態による液体吐出ヘッド
は、液体を吐出するための吐出口を備える吐出口部と、
該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
くための液流路と、該液流路に設けられて前記吐出口か
ら液体を吐出するために利用される熱エネルギーを発生
する発熱抵抗素子とを有し、前記液体に前記熱エネルギ
ーを付与することで前記液体に状態変化を生起させ気泡
を形成し、発生した気泡の圧力により前記液体を吐出す
る液体吐出ヘッドにおいて、前記気泡が最大体積に成長
した後の体積減少段階で前記液体を吐出するとともに、
前記吐出口の中心に対して分散した、前記液体の吐出方
向に延在する複数の溝が前記吐出口部に設けられている
ことを特徴とする構成によって、上記第１の目的を達成
し、より一層の高画質化,高精細化および記録速度の向
上といった要求を満たすものである。
【００２３】本発明の第２の形態による液体吐出ヘッド
は、液体を吐出するための吐出口を備える吐出口部と、
該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
くための液流路と、該液流路に設けられて前記吐出口か
ら液体を吐出するために利用される吐出エネルギー発生
手段とを有する液体吐出ヘッドにおいて、前記吐出口を
形成する面に付着した液滴により該吐出口が塞がれない
ための前記液体の吐出方向に延在する溝が前記吐出口部
に設けられており、該吐出口部は７μm以上の厚みを有
するとともに、前記溝の前記吐出口面における断面積が
３０μm2以下であることを特徴とする構成によって、上
記第２の目的を達成し、より一層の高画質化,高精細化
および記録速度の向上といった要求を満たすものであ
る。
【００２４】本発明の第３の形態による液体吐出ヘッド
は、液体を吐出するための吐出口を備える吐出口部と、
該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
くための液流路と、該液流路に設けられて前記吐出口か
ら液体を吐出するために利用される吐出エネルギー発生
手段とを有する液体吐出ヘッドにおいて、前記液体の吐
出方向に延在する溝が前記吐出口部に設けられており、
該溝は、前記吐出口面に付着する液体の表面張力による
付着力よりも大きな毛管力を発生可能であることを特徴
とする記録ヘッドも提供する。これによって、上記第２
の目的を達成し、より一層の高画質化,高精細化および
記録速度の向上といった要求を満たすものである。
【００２５】本発明の第４の形態による突然不吐防止方
法は、液体を吐出するための吐出口を備える吐出口部
と、該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体
を導くための液流路と、該液流路に設けられて前記吐出
口から液体を吐出するために利用される吐出エネルギー
発生手段とを有した液体記録ヘッドの、前記吐出口を形
成する面に付着した液体による突然不吐防止方法であっ
て、前記液体の吐出方向に延在する溝が前記吐出口部に
設けられており、前記エネルギー発生手段により前記吐
出口から液体を吐出後に、前記液流路の液体が前記溝内
に吸い上げられる工程と、前記吐出口を形成する面に付
着した液体が前記溝内に引き込まれる工程と、前記溝内
で前記液流路の液体と前記吐出口を形成する面に付着し
た液体とが接触することで、前記吐出口を形成する面に
付着した液体が前記吐出口を塞ぐことなく前記液流路側
へ移動する工程とを有することを特徴とするものであ
る。
【００２６】本発明の第５の形態による液体吐出ヘッド
は、液体を吐出するための吐出口を備える吐出口部と、
該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
くための液流路と、該液流路に設けられて前記吐出口か
ら液体を吐出するために利用される吐出エネルギー発生
手段とを有する液体吐出ヘッドにおいて、前記液体の吐
出方向に延在する溝が前記吐出口部に設けられており、
該溝の前記吐出口側端部は、該溝の頂部近傍の領域が前
記吐出口面の他の領域に比べて、相対的に液体の吐出方
向に対して凹形状をなすことを特徴とする構成によっ
て、上記第３の目的を達成し、より一層の高画質化,高
精細化および記録速度の向上といった要求を満たすもの
である。
【００２７】本発明の第６の形態による液体吐出ヘッド
は、液体を吐出するための吐出口を備える吐出口部と、
該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
くための液流路と、該液流路に設けられて前記吐出口か
ら液体を吐出するために利用される吐出エネルギー発生
手段とを有する液体吐出ヘッドにおいて、前記吐出口部
はエッチングにより形成されるとともに、前記吐出口の
中心に対して分散した、前記液体の吐出方向に延在する
複数の溝が前記吐出口部に設けられていることを特徴と
する構成によって、上記第４の目的を達成し、より一層
の高画質化,高精細化および記録速度の向上といった要
求を満たすものである。
【００２８】本発明の第７の形態による液体吐出ヘッド
の製造方法は、液体を吐出するための吐出口を備える吐
出口部と、該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部
に液体を導くための液流路と、該液流路に設けられて前
記吐出口から液体を吐出するために利用される吐出エネ
ルギー発生手段とを有する液体吐出ヘッドの製造方法に
おいて、前記吐出口の中心に対して分散した複数の起部
と伏部とを備えた吐出口形成用マスクを用いて、前記吐
出口部および前記液体の吐出方向に延在する複数の溝を
エッチングで形成するエッチング工程を有することを特
徴とするものである。
【００２９】本発明の第８の形態による液体吐出ヘッド
は、液体を吐出するための吐出口を備える吐出口部と、
該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
くための液流路と、該液流路の前記吐出口に対向する位
置に設けられて前記吐出口から液体を吐出するために利
用される熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子と、前記
液流路に液体を供給するための液室とを有し、前記液体
に前記熱エネルギーを付与することで前記液体に状態変
化を生起させ気泡を形成し、発生した気泡の圧力により
前記液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、該吐出口
と発熱抵抗素子との間の液流路は、前記液室へ向かう方
向を除いて該流路の側壁を形成する壁面により囲まれて
いるとともに、前記液室に向かう方向にその頂部を有す
る、前記液体の吐出方向に延在する溝を備えることを特
徴とする構成によって、上記第５の目的を達成し、より
一層の高画質化,高精細化および記録速度の向上といっ
た要求を満たすものである。
【００３０】本発明の第９の形態による液体吐出ヘッド
は、液体を吐出するための吐出口を備える吐出口部と、
該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
くための液流路と、該液流路の前記吐出口に対向する位
置に設けられて前記吐出口から液体を吐出するために利
用される熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子と、前記
液流路に液体を供給するための液室とを有し、前記液体
に前記熱エネルギーを付与することで前記液体に状態変
化を生起させ気泡を形成し、発生した気泡の圧力により
前記液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、該吐出口
と発熱抵抗素子との間の液流路は、前記液室へ向かう方
向を除いて該流路の側壁を形成する壁面により囲まれて
いるとともに、前記流路の側壁を形成する壁面により囲
まれている空間の隅部に向かう方向にその頂部を有す
る、前記液体の吐出方向に延在する溝を備えることを特
徴とする構成によって、上記第６の目的を達成し、より
一層の高画質化,高精細化および記録速度の向上といっ
た要求を満たすものである。
【００３１】なお、本発明における「吐出口」とは、ヘ
ッド表面の開口領域のことであり、液体吐出のための開
口を形成したプレート（以下、オリフィスプレート）を
有する記録ヘッドの場合、該プレート表面（エネルギー
変換素子から遠い方の面）の開口領域を示すものとす
る。また、「吐出口の中心」とは、ヘッド表面の開口領
域の周部により形成される図形の中心（重心）を示す言
葉として用いている。また、本発明における「吐出口
部」とは、オリフィスプレートに設けられる開口部な
ど、上記吐出口を形成する部材の、吐出口を含む筒状の
開口領域全体を示すものであり、上記吐出口を含むもの
とする。なお、本発明においては特に断りのない限り、
「液流路」は上述の「吐出口部」を除くものとする。ま
た、本発明においては、上述の「吐出口部」を形成する
筒状の側壁部の延在方向（オリフィスプレートを有する
ヘッドでは該オリフィスプレートの厚み方向）を表現す
るために、便宜的に「液体の吐出方向」という表現を用
いる場合がある。
【００３２】また、本発明における「溝」とは、上記吐
出口の中心から局所的に離れた領域（本発明では、以下
「溝の頂部」と称する）と、この領域に隣接する上記吐
出口の中心から局所的に近い２つの領域（本発明では、
以下「溝の基部」と称する）とにより形成される凹状の
開口部分で、上述した「液体の吐出方向」に厚み成分を
有する形状のことである。また、「溝の中心部」とは、
上記「溝の頂部」と、該頂部に隣接する２つの「溝の基
部」とを結んで形成される図形の中心（重心）を示す言
葉として用いている。
【００３３】
【発明の実施の形態】本発明の第１の形態による液体吐
出ヘッドにおいて、気泡の体積減少段階で気泡を初めて
大気と連通させることで液体を吐出するようにしてもよ
く、互いに隣接する溝の中心部を結んで形成される多角
形の重心と、該溝の基部を結んでできる多角形の重心と
が略一致するようにしてもよく、溝を６つ以上設けるよ
うにしてもよい。また、液流路に液体を供給するための
液室を更に設けると共に吐出口を発熱抵抗素子に対向す
る位置に設け、該吐出口と発熱抵抗素子との間の液流路
が液室へ向かう方向を除いて該流路の側壁を形成する壁
面により囲まれるようにしてもよい。また、複数の溝の
うちの少なくとも一つの頂部を液室に向かう方向に設け
るようにしてもよく、あるいは流路の側壁を形成する壁
面により囲まれている空間の隅部に向かう方向に設ける
ようにしてもよい。さらに、吐出口の中心を通る、液室
から吐出口に向かう線に対して、複数の溝が略線対称に
配置されていてもよく、溝部の頂部および基部が、それ
ぞれ微小曲面をなしていてもよく、溝の頂部をなす角度
が、３０度以上９０度以下の範囲であってもよい。
【００３４】本発明の第２の形態による液体吐出ヘッド
において、吐出口の中心に対して分散して溝を複数設け
るようにしてもよく、この場合、互いに隣接する溝の中
心部を結んで形成される多角形の重心と、該溝の基部を
結んでできる多角形の重心とを略一致させるようにして
もよい。また、吐出エネルギー発生素子が熱エネルギー
を発生する発熱抵抗素子であって、液体に前記熱エネル
ギーを付与することで液体に状態変化を生起させ気泡を
形成し、発生した気泡の圧力により液体を吐出するとと
もに、気泡が最大体積に成長した後の体積減少段階で液
体を吐出するものであってもよい。さらに、溝部の頂部
および基部がそれぞれ微小曲面をなしていてもよく、溝
の頂部をなす角度が３０度以上９０度以下の範囲であっ
てもよい。
【００３５】本発明の第３の形態による液体吐出ヘッド
において、一時的に液体を保持可能な液体保持領域を溝
に設けるようにしてもよい。また、吐出口の中心に対し
て分散して溝を複数設けるようにしてもよく、この場
合、互いに隣接する溝の中心部を結んで形成される多角
形の重心と、該溝の基部を結んでできる多角形の重心と
を略一致させるようにしてもよい。さらに、吐出エネル
ギー発生素子が熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子で
あって、液体に前記熱エネルギーを付与することで液体
に状態変化を生起させ気泡を形成し、発生した気泡の圧
力により液体を吐出するとともに、気泡が最大体積に成
長した後の体積減少段階で液体を吐出するようにしても
よい。
【００３６】本発明の第４の形態による液体吐出ヘッド
において、一時的に液体を保持可能な液体保持領域を溝
に設けるようにしてもよく、吐出口の中心に対して分散
して溝を複数設けるようにしてもよく、この場合、吐出
エネルギー発生素子が熱エネルギーを発生する発熱抵抗
素子であって、液体に熱エネルギーを付与することで液
体に状態変化を生起させ気泡を形成し、発生した気泡の
圧力により液体を吐出するとともに、気泡が最大体積に
成長した後の体積減少段階で液体を吐出するようにして
もよい。また、互いに隣接する溝の中心部を結んで形成
される多角形の重心と、該溝の基部を結んでできる多角
形の重心とを略一致させるようにしてもよく、吐出口部
が７μm以上の厚みを有するとともに、溝の吐出口面に
おける断面積を３０μm2以下に設定することも有効であ
る。さらに、吐出口部の溝が延在する面に対する吐出さ
れる液体の濡れ性が、吐出口を形成する面に対する液体
の濡れ性に対して相対的に優れていることが好ましい。
【００３７】本発明の第５の形態による突然不吐防止方
法において、一時的に液体を保持可能な液体保持領域を
溝に設け、該領域に一時的に液体を保持する工程を加え
るようにしてもよく、吐出口の中心に対して分散して溝
を複数設けるようにしてもよい。
【００３８】本発明の第６の形態による液体吐出ヘッド
において、該吐出口部を７μm以上の厚みにするととも
に、溝の吐出口面における断面積を３０μm2以下にする
ようにしてもよく、溝の液流路側の端部に、該溝の頂部
側から基部側へ突出する微小突起部を設けるようにして
もよく、吐出口を有する面に沿った断面による開口部断
面積が、吐出口側から液流路側へ増加するようなテーパ
形状を溝が有するものであってもよい。また、溝の頂部
および基部が、それぞれ微小曲面をなしていてもよく、
溝の吐出口側端部は、該溝の頂部近傍の領域が吐出口面
の他の領域に比べて、相対的に液体の吐出方向に対して
凹形状をなすものであってもよい。
【００３９】本発明の第７の形態による液体吐出ヘッド
の製造方法において、エッチング工程の前に、吐出口部
を形成する部材の表面に撥水層を設ける工程を加え、エ
ッチング工程において吐出口部を形成する部材とともに
撥水層を吐出口の形状に対応して除去するようにしても
よい。また、エッチング工程において、溝の液流路側の
端部に、該溝の頂部側から基部側へ突出する微小突起部
を形成する工程を設けるようにしてもよく、吐出口を有
する面に沿った断面による開口部断面積が吐出口側から
液流路側へ増加するようなテーパ形状の溝を形成するよ
うにしてもよく、溝の吐出口側端部を、該溝の頂部近傍
の領域が吐出口面の他の領域に比べて、相対的に液体の
吐出方向に対して凹形状をなすように形成するようにし
てもよい。
【００４０】
【実施例】本発明の実施例について、図１〜図８０を参
照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施
例に限らず、これらをさらに組み合わせたり、この明細
書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含さ
れるべき他の技術にも応用することができる。
【００４１】図１は、本発明に係る吐出時に気泡を大気
と連通する吐出方式の液体吐出ヘッドとしての液体吐出
ヘッドおよびこのヘッドを用いる液体吐出装置としての
インクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図
である。
【００４２】図１においては、インクジェットプリンタ
は、ケーシング１００８内に長手方向に沿って設けられ
る記録媒体としての用紙１０２８を図１に示す矢印Ｐで
示す方向に間欠的に搬送する搬送装置１０３０と、搬送
装置１０３０による用紙１０２８の搬送方向Ｐに略直交
する方向Ｓに略平行に往復運動せしめられる記録部１０
１０と、記録部１０１０を往復運動させる駆動手段とし
ての移動駆動部１００６とを含んで構成されている。
【００４３】搬送装置１０３０は、互いに略平行に対向
配置される一対のローラユニット１０２２ａおよび１０
２２ｂと、一対のローラユニット１０２４ａおよび１０
２４ｂと、これらの各ローラユニットを駆動させる駆動
部１０２０とを備えている。これにより、駆動部１０２
０が作動状態とされるとき、用紙１０２８が図１に示す
矢印Ｐ方向にそれぞれのローラユニット１０２２ａおよ
び１０２２ｂと、ローラユニット１０２４ａおよび１０
２４ｂにより狭持されて間欠送りで搬送されることとな
る。
【００４４】移動駆動部１００６は、所定の間隔をもっ
て対向配置される回転軸に配されるプーリ１０２６ａお
よび１０２６ｂに巻きかけられるベルト１０１６と、ロ
ーラユニット１０２２ａおよび１０２２ｂに略平行に配
置され記録部１０１０のキャリッジ部材１０１０ａに連
結されるベルト１０１６を順方向および逆方向に駆動さ
せるモータ１０１８とを含んで構成されている。
【００４５】モータ１０１８が作動状態とされてベルト
１０１６が図１の矢印Ｒ方向に回転したとき、記録部１
０１０のキャリッジ部材１０１０ａは図１の矢印Ｓ方向
に所定の移動量だけ移動される。また、モータ１０１８
が作動状態とされてベルト１０１６が図１の矢印Ｒ方向
とは逆方向に回転したとき、記録部１０１０のキャリッ
ジ部材１０１０ａは図１の矢印Ｓ方向とは反対の方向に
所定の移動量だけ移動されることとなる。さらに、移動
駆動部１００６の一端部には、キャリッジ部材１０１０
ａのホームポジションとなる位置に、記録部１０１０の
吐出回復処理を行うための回復ユニット１０２６が記録
部１０１０のインク吐出口配列に対向して設けられてい
る。
【００４６】記録部１０１０は、インクジェットカート
リッジ（以下、単にカートリッジと記述する場合があ
る）１０１２Ｙ,１０１２Ｍ,１０１２Ｃおよび１０１２
Ｂが各色、例えばイエロー,マゼンタ,シアンおよびブラ
ックごとにそれぞれ、キャリッジ部材１０１０ａに対し
て着脱自在に備えられる。
【００４７】図２は上述のインクジェット記録装置に搭
載可能なインクジェットカートリッジの一例を示す。本
実施例におけるカートリッジ１０１２は、シリアルタイ
プのものであり、インクジェット記録ヘッド１００と、
インクなどの液体を収容する液体タンク１００１とで主
要部が構成されている。液体を吐出するための多数の吐
出口３２が形成されたインクジェット記録ヘッド１００
は、後述する各実施例に対応したものであり、インクな
どの液体は、液体タンク１００１から図示しない液体供
給通路を介して液体吐出ヘッド１００の共通液室（図３
参照）へと導かれるようになっている。本実施例におけ
るカートリッジ１０１２は、インクジェット記録ヘッド
１００と液体タンク１００１とを一体的に形成し、必要
に応じて液体タンク１００１内に液体を補給できるよう
にしたものであるが、この液体吐出ヘッド１００に対
し、液体タンク１００１を交換可能に連結した構造を採
用するようにしてもよい。
【００４８】このような構成のインクジェットプリンタ
に搭載され得る上述の液体吐出ヘッドの具体例を以下の
実施例１〜５で説明する。
【００４９】（実施例１）図３は本発明の基本的な形態
を示す液体吐出ヘッドの要部を模式的に示す概略斜視図
であり、図４〜図７は図３に示した液体吐出ヘッドの吐
出口形状を示す正面図である。なお、電気熱変換素子を
駆動するための電気的な配線などは省略している。
【００５０】本実施例の液体吐出ヘッドにおいては、例
えば図３に示されるような、ガラス,セラミックス,プラ
スチックあるいは金属などからなる基板３４が用いられ
る。このような基板の材質は、本発明の本質ではなく、
流路構成部材の一部として機能し、インク吐出エネルギ
発生素子、および後述する液流路,吐出口を形成する材
料層の支持体として、機能し得るものであれば、特に限
定されるものではない。そこで、本実施例では、Ｓi基
板（ウエハ）を用いた場合で説明する。吐出口は、レー
ザー光による形成方法の他、例えば後述するオリフィス
プレート（吐出口プレート）３５を感光性樹脂として、
ＭＰＡ（Mirror Projection Aliner）などの露光装置に
より形成することもできる（図７３〜図７８を参照）。
【００５１】図３において３４は電気熱変換素子（以
下、ヒータと記述する場合がある）３１および共通液室
部としての長溝状の貫通口からなるインク供給口３３を
備える基板であり、インク供給口３３の長手方向の両側
に熱エネルギ発生手段であるヒータ３１がそれぞれ１列
ずつ千鳥状に電気熱変換素子の間隔が３００dpiで配列
されている。この基板３４上にはインク流路を形成する
ためのインク流路壁３６が設けられている。このインク
流路壁３６には、さらに吐出口３２を備える吐出口プレ
ート３５が設けられている。
【００５２】ここで、図３においてはインク流路壁３６
と吐出口プレート３５とは、別部材として示されている
が、このインク流路壁３６を例えばスピンコートなどの
手法によって基板３４上に形成することによりインク流
路壁３６と吐出口プレート３５とを同一部材として同時
に形成することも可能である。本実施例では、さらに、
吐出口面（上面）３５ａ側は撥水処理が施されている。
【００５３】本実施例では、図１の矢印Ｓ方向に走査し
ながら記録を行うシリアルタイプのヘッドを用い、１２
００dpiで記録を行う。駆動周波数は１０kHzであり、一
つの吐出口では最短時間間隔１００μsごとに吐出を行
うことになる。
【００５４】図４に示すように、隣接するノズルを流体
的に隔離する隔壁３６ａは、幅ｗ＝１４μmである。図
７に示すように、インク流路壁３６により形成される発
泡室３７は、Ｎ1＝３３μm,Ｎ2＝３５μmである。ヒー
タ３１のサイズは３０μm×３０μmでヒータ抵抗値は５
３Ωであり、駆動電圧は１０.３Ｖである。また、イン
ク流路壁３６および隔壁３６ａの高さは１２μmで、吐
出口プレート厚は１１μmである。記録用インクは、表
面張力が３０,３５,４０および４５dyn/cmであって、そ
れぞれ粘度２.５cpの物性値のものを用いた。
【００５５】吐出口３２を含む吐出口プレートに設けら
れた吐出口部４０の断面のうち、インクの吐出方向（オ
リフィスプレート３５の厚み方向）に交差する方向で切
断してみた断面の形状は概略星形となっており、鈍角の
角を有する６つの起部３２ａと、これら起部３２ａの間
に交互に配されかつ鋭角の角を有する６つの伏部３２ｂ
とから概略構成されている。すなわち、吐出口の中心Ｏ
から局所的に離れた領域としての伏部３２ｂをその頂
部、この領域に隣接する吐出口の中心Ｏから局所的に近
い領域としての起部３２ａをその基部として、図３に示
すオリフィスプレートの厚み方向（液体の吐出方向）に
６つの溝４１が形成されている。
【００５６】本実施例においては、吐出口部４０は、そ
の厚み方向に交差する方向で切断した断面が一辺２７μ
mの二つの正三角形を６０度回転させた状態で組み合わ
せた形状となっており、図５に示すＴ1は８μmである。
起部３２ａの角度はすべて１２０度であり、伏部３２ｂ
の角度はすべて６０度である。従って、吐出口の中心Ｏ
と、互いに隣接する溝の中心部（溝の頂部と、この頂部
に隣接する２つの基部とを結んでできる図形の中心（重
心））を結んで形成される多角形の重心Ｇとが一致する
ようになっている。本実施例の吐出口３２の開口面積は
４００μm2であり、溝部の開口面積（溝の頂部と、この
頂部に隣接する２つの基部とを結んでできる図形の面
積）は１つあたり約３３μm2となっている。
【００５７】次に、上述の構成の本実施例のインクジェ
ット記録ヘッドによる液体の吐出動作について図８〜図
１５を用いて説明する。
【００５８】図８〜図１５は、本発明の第1実施例の液
体吐出ヘッドの液体吐出動作を説明するための断面図で
あり、図７に示す発泡室３７のＸ−Ｘ断面図である。こ
の断面において吐出口部４０のオリフィスプレート厚み
方向の端部は、溝４１の頂部４１ａとなっている。図８
はヒータ上に膜状の気泡が生成した状態を示し、図９は
図８の約１μs後、図１０は図８の約２μs後、図１１は
図８の約３μs後、図１２は図８の約４μs後、図１３は
図８の約５μs後、図１４は図８の約６μs後、図１５は
図８の約７μs後の状態をそれぞれ示している。なお、
以下の説明において、「落下」または「落とし込み」,
「落ち込み」とは、いわゆる重力方向への落下という意
味ではなく、ヘッドの取り付け方向によらず、電気熱変
換素子の方向への移動をいう。
【００５９】まず、図８に示すように、記録信号などに
基づいたヒータ３１への通電に伴いヒータ３１上の液流
路３８内に気泡１０１が生成されると、約２μs間に図
９および図１０に示すように急激に体積膨張して成長す
る。気泡１０１の最大体積時における高さは吐出口面３
５ａを上回るが、このとき、気泡の圧力は大気圧の数分
の１から１０数分の１にまで減少している。次に、気泡
１０１の生成から約２μs後の時点で気泡１０１は上述
のように最大体積から体積減少に転じるが、これとほぼ
同時にメニスカス１０２の形成も始まる。このメニスカ
ス１０２も図１１に示すようにヒータ３１側への方向に
後退、すなわち落下してゆく。ここで、本実施例におい
ては、吐出口部に複数の溝４１を分散させて有している
ことにより、メニスカス１０２が後退する際に、溝４１
の部分ではメニスカス後退方向Ｆ Mとは反対方向ＦCに毛
管力が作用する。その結果、仮に何らかの原因により気
泡１０１の状態に多少のバラツキが認められたとして
も、メニスカスの後退時のメニスカスおよび主液滴（以
下、液体またはインクと記述する場合がある）Ｉaの形
状が、吐出口中心に対して略対称形状となるように補正
される。
【００６０】そして、本実施例では、このメニスカス１
０２の落下速度が気泡１０１の収縮速度よりも速いため
に、図１２に示すように気泡の生成から約４μs後の時
点で気泡１０１が吐出口３２の下面近傍で大気に連通す
る。このとき、吐出口３２の中心軸近傍の液体（イン
ク）はヒータ３１に向かって落ち込んでゆく。これは、
大気に連通する前の気泡１０１の負圧によってヒータ３
１側に引き戻された液体（インク）Ｉaが、気泡１０１
の大気連通後も慣性でヒータ３１面方向の速度を保持し
ているからである。ヒータ３１側に向かって落ち込んで
いった液体（インク）は、図１３に示すように気泡１０
１の生成から約５μs後の時点でヒータ３１の表面に到
達し、図１４に示すようにヒータ３１の表面を覆うよう
に拡がってゆく。このようにヒータ３１の表面を覆うよ
うに拡がった液体はヒータ３１の表面に沿った水平方向
のベクトルを有するが、ヒータ３１の表面に交差する、
例えば垂直方向のベクトルは消滅し、ヒータ３１の表面
上に留まろうとし、それよりも上側の液体、すなわち吐
出方向の速度ベクトルを保つ液体を下方向に引っ張るこ
とになる。その後、ヒータ３１の表面に拡がった液体と
上側の液体（主液滴）との間の液体Ｉbが細くなってゆ
き、気泡１０１の生成から約７μs後の時点でヒータ１
の表面の中央で液体Ｉbが切断され、吐出方向の速度ベ
クトルを保つ主液滴Ｉaとヒータ３１の表面上に拡がっ
た液体Ｉcとに分離される。このように分離の位置は液
流路３８内部、より好ましくは吐出口３２よりも電気熱
変換素子３１側が望ましい。主液滴Ｉaは吐出方向に偏
りがなく、吐出ヨレすることなく、吐出口３２の中央部
分から吐出され、記録媒体の被記録面の所定位置に着弾
される。また、ヒータ３１の表面上に拡がった液体Ｉc
は、従来であれば主液滴の後続としてサテライト滴とな
って飛翔するものであるが、ヒータ３１の表面上に留ま
り、吐出されない。このようにサテライト滴の吐出を抑
制することができるため、サテライト滴の吐出により発
生し易いスプラッシュを防止することができ、霧状に浮
遊するミストにより記録媒体の被記録面が汚れるのを確
実に防止することができる。
【００６１】ここで、上述の本発明の第１実施例の液体
吐出記録ヘッドと、従来の吐出口形状の記録ヘッドにお
いて、着弾精度の違いが生じるかどうかの検討を行っ
た。従来例の吐出口形状としては、直径２２.５μmの円
形状と一辺が２０μmの正方形である。記録パターン
は、５０％の千鳥パターンであり、Ａ３判の縦方向の印
字媒体に１パス記録を行った。吐出口から紙までの距離
が１.６mmである条件の場合、従来の記録ヘッドでは、
理想的な着弾位置からのズレが円形状の場合で４.５μ
m、正方形形状の場合で４.６μmであったのに対し、本
実施例においては、それが３.５μmと小さくなり、着弾
精度が向上した。
【００６２】このように、本実施例の液体吐出ヘッドで
は、気泡が最大体積に成長した後の体積減少段階で液体
を吐出する際に、吐出口の中心に対して分散した複数の
溝により、吐出時の主液滴の方向を安定化させることが
できる。その結果、吐出方向のヨレのない、着弾精度の
高い液体吐出ヘッドを提供することができる。また、高
い駆動周波数での発泡ばらつきに対しても吐出を安定し
て行うことができることによる、高速高精細印字を実現
することができる。
【００６３】特に、気泡の体積減少段階でこの気泡を始
めて大気と連通させることで液体を吐出することによ
り、気泡を大気に連通させて液滴を吐出する際に発生す
るミストを防止できるので、後述する突然不吐の要因と
なる、吐出口面に液滴が付着する状態を抑制することも
できる。
【００６４】次に、本実施例の液体吐出ヘッドによる、
突然不吐の防止効果について、図１６〜図２６を用いて
説明する。
【００６５】図１６〜図２２は、いわゆる突然不吐の状
態を説明するための説明図である。この突然不吐とは、
特に気泡を大気と連通させて液体を吐出する吐出方式に
おいて発生する場合がある現象である。この方式では、
図１６〜図２１に示すように、インクＡを発泡させ、気
泡Ｂを生じさせてインク滴Ｄを吐出すると、ヒータ３１
の上面にインクＡが無くなる（図１６〜図１８参照）。
このように吐出直後にヒータ３１の上面にインクＡがな
いか、もしくは液滴が形成されるのに十分なインクがな
い場合、メニスカスＭが後退していると、図１９に示す
ように吐出口部４０の近傍に濡れインクＣが存在した場
合、インクＡがリフィルされるまでの間に、図２０およ
びその上面図である図２２に示すように、濡れインクＣ
が吐出口外周部を覆うように移動することにより、吐出
口３２が濡れインクＣにより塞がれてしまう場合がある
（図２１参照）。この場合、濡れインクＣをインクＡ側
に引き込むことができないばかりか、ヒータ３１上のイ
ンクＡを吐出させて濡れインクＣによる吐出口３２の閉
塞状態を解消することもできない。
【００６６】このため、この吐出口３２の閉塞状態を解
消するためには、発泡室３７に残った気泡ＢがインクＡ
に溶解するのを待つか、回復手段などを用いて濡れイン
クＣによる閉塞を除去する方法しかない。
【００６７】上述の従来の吐出口形状の記録ヘッドと、
本発明の実施例の記録ヘッドと、において、突然不吐が
発生するかどうかの検討を行った。５０％の千鳥パター
ンでＡ３判の縦方向の印字媒体に１パス記録を行った結
果、表１に示すような結果を得た。表中の数字は突然不
吐の発生した吐出口数である。従来ヘッドでは１枚につ
き数吐出口に突然不吐が発生したのに対し、本実施例の
吐出口形状では発生しなかった。
【００６８】
【表１】
【００６９】このように突然不吐が発生しない原因の一
つは、本発明の液体吐出ヘッドでは、濡れインクＥが吐
出口面（オリフィスプレート表面）３５ａから吐出口３
２に近接したときに、伏部３２ｂ、すなわち溝４１のメ
ニスカス力により、濡れインクＥの動きが抑制されるた
めであると考えられる。この現象について、図２３〜図
２６を用いてさらに詳細に説明する。図２３〜図２６
は、濡れインクＥが吐出口面から吐出口３２に近接した
時の状態を時系列的に説明する説明図であり、添字Ａは
吐出口面を、添字Ｂは吐出口部の断面図を示している。
なお、図２３〜図２６は、吐出口部の形状による効果を
主として説明するために、液流路３８中のインクは省略
して描かれている。
【００７０】図２３(Ａ),(Ｂ)に示す濡れインクＥ（自
由インク）が、何らかの原因で吐出口３２を塞ごうとし
た場合、図２４(Ａ),(Ｂ)に示すように自由インクＥが
最初に接触した溝部４１１内に自由インクの一部は引き
込まれる。その後、自由インクＥが吐出口の外周部を覆
うように移動しようとする際に、図２５(Ａ),(Ｂ)に示
すように隣接する溝部４１２,４１６でも同様に溝部内
に自由インクの一部は引き込まれる。その後更に自由イ
ンクＥが吐出口の外周部を覆うように移動しようとする
際には、図２６(Ａ),(Ｂ)に示すように溝部４１３,４１
５でも同様に溝部内に自由インクの一部は引き込まれ、
結果として自由インクＥが吐出口の外周部を覆うことが
なくなる。図２６(Ａ),(Ｂ)では、自由インクＥは吐出
口の外周部を覆うことなく吐出口面上で分断された状態
を示している。
【００７１】このようにして、吐出口部に設けられた溝
に自由インクが引き込まれることで、自由インクＥの動
きが抑制され、吐出口面が自由インクにより閉塞される
ことがない。その結果、突然不吐を効果的に防止するこ
とができる。
【００７２】また、図２３〜図２６は、吐出口部に設け
られた溝の、自由インクＥに対する作用を模式的に説明
しているが、実際には、図８〜図１５に示す吐出工程に
おいて溝部に付着したインクＩdなどにより、吐出口面
から見た図６に示すように、溝部にインクが残存してい
る場合がある（インクの残存している部分を斜線で示
す）。この残存インクは、自由インクＥが溝内に入り込
もうとする際に自由インクＥと接触することで、自由イ
ンクＥが溝内に入り込もうとする動作を補助する働きが
あるので、このようなインクの存在は、上述の効果を発
揮するのにより好ましいものである。
【００７３】また、図８〜図１５において液流路内に残
存しているインクＩcやＩeは、予め溝内のインクＩdと
接触していることで、自由インクＥが溝内に進入し、溝
内のインクＩdと連通した場合に、溝内のインクＩdが吐
出口面の自由インクＥに引っ張りあげられることなく、
むしろ自由インクＥを液流路内に移動させることを促進
する効果がある。同様に、図２３〜２６ではリフィルさ
れるインクは省略して描かれているが、こうしたインク
も予め溝内のインクＩdと接触していることで、自由イ
ンクＥを液流路内に移動させることを促進する効果があ
る。
【００７４】なお、本実施例においては、図４および図
５に示すように、吐出口の中心を通る、液室（インク供
給口）から吐出口に向かう線Ｌに対して、６個の溝は略
線対称に配置されている。液流路に対するこのような溝
部の対称的な配置は、液滴の吐出方向をより一層安定化
させる点で好ましい。また、複数の溝のうちの少なくと
も一つの頂部が、液室に向かう方向に設けられている。
このような構成は、リフィルの促進を確実に行うという
観点から、より望ましいものである。
【００７５】（実施例２）図２７〜図２９は、本発明の
第２実施例の液体吐出ヘッドの吐出口部の要部を示す説
明図である。本実施例の液体吐出記録ヘッドの構成は前
述の第１実施例と同様なので省略する。本実施例におい
ては、前述の第１実施例に対し、オリフィスプレートに
設けられた吐出口および吐出口部の形状が異なってい
る。
【００７６】本実施例においては、図２７に示す模式図
に明らかなように、それぞれ互いにほぼ等しい角度θ1
を有する１０個の伏部３２ｂと、その間に形成される１
０個の起部３２ａによって、１０個の溝４１が形成され
ている。ここで、本実施例においては、図２８に示すよ
うに、起部３２ａの最も吐出口の中心側を結んで形成さ
れる吐出口の内接円Ａ1の直径が１３.４μm、伏部３２
ｂの最も吐出口から離れた部分（溝の頂部）を結んで形
成される吐出口の外接円Ａ2の直径がφ２＝１７.４μm
となっている。オリフィスプレートの厚みは前述の第１
実施例と同様、１１μmであり、溝の吐出口面における
開口面積は、１つあたり約５μm2となっている。なお、
図２７において、点線で電気熱変換素子３１およびイン
ク流路壁３６を示すが、本実施例においても、前述の第
１実施例と同様、吐出口の中心を通る、液室（インク供
給口）から吐出口に向かう線Ｌに対して、これら１０個
の溝は略線対称に配置されている。
【００７７】なお、本実施例では、オリフィスプレート
は感光性樹脂により形成されているので、実際には起部
３２ａおよび伏部３２ｂのコーナー部分は図２９に示す
立体斜視図のように、微小曲面Ｒ1,Ｒ2をなしている。
また、吐出口部４１の発熱抵抗素子側の端部には微小突
起部４２が設けられている。
【００７８】次に、本実施例の液体吐出記録ヘッドを製
造する方法について、図７３〜図７８を用いて説明す
る。図７３〜図７８は、上述の液体吐出ヘッドの製造方
法を工程順に配列した断面図である。
【００７９】まず、例えば図７３に示されるような、ガ
ラス,セラミックス,プラスチックあるいは金属などから
なる基板３４を用意する。このような基板３４は、液流
路構成部材の一部として機能し、また、後述のインク流
路およびインク吐出口を形成する材料層の支持体として
機能し得るものであれば、その形状,材質などに特に限
定されることなく使用できる。上記基板３４上には、電
気熱変換素子あるいは圧電素子などのインク吐出エネル
ギ発生素子３１が所望の個数配置される。このような、
インク吐出エネルギ発生素子３１によって記録液小滴を
吐出させるための吐出エネルギがインク液に与えられ、
記録が行われる。ちなみに、例えば、上記インク吐出エ
ネルギ発生素子３１として電気熱変換素子が用いられる
場合には、この素子が近傍の記録液を加熱することによ
り、記録液に状態変化を生起させ吐出エネルギを発生す
る。また、例えば、圧電素子が用いられる場合には、こ
の素子の機械的振動によって、吐出エネルギを発生す
る。なお、これらの素子３１には、これら素子を動作さ
せるための制御信号入力用電極（図示せず）が接続され
ている。また、一般にはこれら吐出エネルギ発生素子の
耐用性の向上を目的として、保護層などの各種機能層が
設けられるが、もちろん本発明においてもこのような機
能層を設けることは一向に差し支えない。
【００８０】図７３において、インク供給のための開口
部（インク供給口）３３を基板３４上に予め設けてお
き、基板３４の後方よりインクを供給する形態を例示し
た。開口部３３の形成においては、基板３４に穴を形成
できる手段であれば、いずれの方法も使用できる。例え
ば、ドリルなど機械的手段で形成しても構わないし、レ
ーザなどの光エネルギを使用しても構わない。また、基
板３４にレジストパターンなどを形成して化学的にエッ
チングしても構わない。
【００８１】次いで、図７３に示すように、基板３４上
に上記インク吐出エネルギ発生素子３１を覆うように溶
解可能な樹脂でインク流路形成部５０を形成する。最も
一般的な手段としては感光性材料で形成する手段が挙げ
られるが、スクリーン印刷法などの手段でも形成は可能
である。感光性材料を使用する場合においては、インク
流路形成部が溶解可能であるため、ポジ型レジストか、
あるいは溶解性変化型のネガ型レジストの使用が可能で
ある。
【００８２】レジスト層の形成の方法としては、基板上
にインク供給口を設けた基板を使用する場合には、該感
光性材料を適当な溶剤に溶解し、ＰＥＴ（ポリエチレン
テレフタレート）などのフィルム上に塗布,乾燥してド
ライフィルムを作成し、ラミネートによって形成するこ
とが好ましい。上述のドライフィルムとしては、ポリメ
チルイソプロピルケトン,ポリビニルケトンなどのビニ
ルケトン系光崩壊性高分子化合物を好適に用いることが
できる。これは、これら化合物が光照射前において高分
子化合物としての特性（被膜性）を維持しており、イン
ク供給口３３上にも容易にラミネート可能であるためで
ある。
【００８３】また、インク供給口３３に後工程で除去可
能な充填物を配置し通常のスピンコート法,ロールコー
ト法などで被膜を形成しても構わない。
【００８４】このようにインク流路をパターニングした
溶解可能なインク流路形成部５０上に、図７４に示すよ
うに、さらに吐出口板形成層３５ｂを通常のスピンコー
ト法,ロールコート法などで形成する。ここで、吐出口
板形成層３５ｂを形成する工程において、溶解可能なイ
ンク流路形成部を変形せしめないなどの特性が必要とな
る。すなわち、吐出口板形成層３５ｂを溶剤に溶解し、
これをスピンコート,ロールコートなどで溶解可能なイ
ンク流路形成部５０上に形成する場合、溶解可能なイン
ク流路形成部５０を溶解しないように溶剤を選択する必
要がある。
【００８５】ここで、吐出口板形成層３５ｂについて説
明する。吐出口板形成層３５ｂとしては、後述のインク
吐出口をフォトリソグラフィで容易にかつ精度よく形成
できることから、感光性のものが好ましい。このような
感光性の吐出口板形成層３５ｂは、構造材料としての高
い機械的強度、基板３４との密着性,耐インク性と、同
時にインク吐出口の微細なパターンをパターニングする
ための解像性が要求される。ここで、エポキシ樹脂のカ
チオン重合硬化物が構造材料として優れた強度,密着性,
耐インク性を有し、かつ前記エポキシ樹脂が常温で固体
状であれば、優れたパターニング特性を有することが見
いだされている。
【００８６】まず、エポキシ樹脂のカチオン重合硬化物
は、通常の酸無水物もしくはアミンによる硬化物に比較
して高い架橋密度（高Ｔg）を有するため、構造材とし
て優れた特性を示す。また、常温で固体状のエポキシ樹
脂を用いることで、光照射によりカチオン重合開始剤よ
り発生した重合開始種のエポキシ樹脂中への拡散が抑え
られ、優れたパターニング精度,形状を得ることができ
る。
【００８７】溶解可能な樹脂層上に被覆樹脂層を形成す
る工程は、常温で固体状の被覆樹脂を溶剤に溶解し、ス
ピンコート法で形成することが望ましい。
【００８８】薄膜コーティング技術であるスピンコート
法を用いることで、吐出口板形成層３５ｂは均一にかつ
精度良く形成することができ、従来方法では困難であっ
たインク吐出エネルギ発生素子３１とオリフィスとの間
の距離（ＯＨ距離）を短くすることができ、小液滴吐出
を容易に達成することができる。
【００８９】また、被覆樹脂として上述のいわゆるネガ
型の感光性材料を用いた場合、通常は基板面からの反射
およびスカム（現像残渣）が発生する。しかしながら、
本発明の場合、溶解可能な樹脂で形成されたインク流路
上に吐出口パターンを形成するため、基板からの反射の
影響は無視でき、さらに現像時に発生するスカムは、後
述のインク流路を形成する溶解可能な樹脂を洗い出す工
程でリフトオフされるため、悪影響を及ぼさない。
【００９０】本発明に用いる固体状のエポキシ樹脂とし
ては、ビスフェノールＡとエピクロヒドリンとの反応物
のうち分子量がおよそ９００以上のもの,含ブロモスフ
ェノールＡとエピクロヒドリンとの反応物,フェノール
ノボラックあるいはｏ−クレゾールノボラックとエピク
ロヒドリンとの反応物,特開昭６０−１６１９７３号公
報,特開昭６３−２２１１２１号公報,特開昭６４−９２
１６号公報,特開平２−１４０２１９号公報に記載のオ
キシシクロヘキサン骨格を有する多感応エポキシ樹脂な
どがあげられるが、もちろん本発明はこれら化合物に限
定されるわけではない。
【００９１】上記エポキシ樹脂を硬化させるための光カ
チオン重合開始剤としては、芳香族ヨードニウム塩,芳
香族スルホニウム塩［J. POLYMER SCI：Symposium No.5
6 383-395 (1976)参照］や旭電化工業株式会社より上市
されているＳＰ−１５０,ＳＰ−１７０などが挙げられ
る。
【００９２】また、上述の光カチオン重合開始剤は、還
元剤を併用し加熱することによって、カチオン重合を促
進（単独の光カチオン重合に比較して架橋密度が向上す
る。）させることができる。ただし、光カチオン重合開
始剤と還元剤を併用する場合、常温では反応せず一定温
度以上（好ましくは６０℃以上）で反応するいわゆるレ
ドックス型の開始剤系になるように、還元剤を選択する
必要がある。このような還元剤としては、銅化合物、特
に反応性とエポキシ樹脂への溶解性を考慮して銅トリフ
ラート（トリフルオロメタンスルフォン酸銅（II））が
最適である。また、アスコルビン酸などの還元剤も有用
である。また、ノズル数の増加（高速印刷性）,非中性
インクの使用（着色剤の耐水性の改良）など、より高い
架橋密度（高Ｔg）が必要な場合は、上述の還元剤を後
述のように前記被覆樹脂層の現像工程後に溶液の形で用
いて被覆樹脂層を浸漬および加熱する後工程によって、
架橋密度を上げることができる。
【００９３】さらに上記組成物に対して必要に応じて添
加剤など適宜添加することが可能である。例えば、エポ
キシ樹脂の弾性率を下げる目的で可撓性付与剤を添加し
たり、あるいは基板との更なる密着力を得るためにシラ
ンカップリング剤を添加することなどがあげられる。
【００９４】次いで、上記化合物からなる感光性の吐出
口板形成層３５ｂに対して、図７５に示すように、マス
ク６０を介してパターン露光を行う。感光性の吐出口板
形成層３５ｂは、ネガ型であり、インク吐出口を形成す
る部分をマスクで遮蔽する（図示はしないが電気的な接
続を行う部分も遮蔽する）。
【００９５】パターン露光は、使用する光カチオン重合
開始剤の感光領域に合わせて紫外線,Deep−ＵＶ光,電子
線,Ｘ線などから適宜選択することができる。
【００９６】ここで、これまでの工程は、すべて従来の
フォトリソグラフィ技術を用いて位置合わせが可能であ
り、オリフィスプレートを別途作成し基板と張り合せる
方法に比べて、格段に精度を上げることができる。こう
してパターン露光された感光性の吐出口板形成層３５ｂ
は、必要に応じて反応を促進するために、加熱処理を行
ってもよい。ここで、前述のごとく、感光性の被覆樹脂
層は常温で固体状のエポキシ樹脂で構成されているた
め、パターン露光で生じるカチオン重合開始種の拡散は
制約を受け、優れたパターニング精度,形状を実現でき
る。
【００９７】次いで、パターン露光された感光性の吐出
口板形成層３５ｂは、適当な溶剤を用いて現像され、図
７６に示すように、吐出口部４０を形成する。ここで、
未露光の感光性の被覆樹脂層の現像時に同時にインク流
路を形成する溶解可能なインク流路形成部５０を現像す
ることも可能である。ただし、一般的に、基板３４上に
は複数の同一または異なる形態のヘッドが配置され、切
断工程を経てインクジェット液体吐出ヘッドとして使用
されるため、切断時のごみ対策として、図７６に示すよ
うに感光性の吐出口板形成層３５ｂのみを選択的に現像
することにより、インク流路３８を形成するインク流路
形成部５０を残し（液室内にインク流路形成部５０が残
存するため切断時に発生するゴミが入り込まない）、切
断工程後にインク流路形成部５０を現像することも可能
である（図７７参照）。また、この際、感光性の吐出口
板形成層３５ｂを現像する時に発生するスカム（現像残
渣）は、溶解可能なインク流路形成部５０と共に溶出さ
れるためノズル内には残渣が残らない。
【００９８】前述したように架橋密度を上げる必要があ
る場合には、この後、インク流路３８および吐出口部４
０が形成された感光性の吐出口板形成層３５ｂを還元剤
を含有する溶液に浸漬および加熱することにより後硬化
を行う。これにより、感光性の吐出口板形成層３５ｂの
架橋密度はさらに高まり、基板に対する密着性および耐
インク性は非常に良好となる。もちろん、この銅イオン
含有溶液に浸漬加熱する工程は、感光性の吐出口板形成
層３５ｂをパターン露光し、現像して吐出口部４０を形
成した直後に行っても一向にさしつかえなく、その後で
溶解可能なインク流路形成部５０を溶出しても構わな
い。また浸漬,加熱工程は、浸漬しつつ加熱しても構わ
ないし、浸漬後に加熱処理を行っても構わない。
【００９９】このような還元剤としては、還元作用を有
する物質であれば有用であるが、特に銅トリフラート,
酢酸銅,安息香酸銅など銅イオンを含有する化合物が有
効である。前記化合物の中でも、特に銅トリフラートは
非常に高い効果を示す。さらに前記以外にアスコルビン
酸も有用である。
【０１００】このようにして形成したインク流路および
インク吐出口を形成した基板に対して、インク供給のた
めの部材７０およびインク吐出エネルギ発生素子３１を
駆動するための電気的接合（図示せず）を行ってインク
ジェット液体吐出ヘッドが形成される（図７８参照）。
【０１０１】本製造例では、吐出口部４０の形成をフォ
トリソグラフィによって行ったが、本発明はこれに限る
ことなく、マスクを変えることによって、酸素プラズマ
によるドライエッチングやエキシマレーザによっても吐
出口部４０を形成することができる。エキシマレーザや
ドライエッチングによって吐出口部４０を形成する場合
には、基板がインク流路形成部で保護されてレーザやプ
ラズマによって傷つくことがないため、精度と信頼性の
高いヘッドを提供することも可能となる。さらに、ドラ
イエッチングやエキシマレーザなどで吐出口部４０を形
成する場合は、吐出口板形成層３５ｂは感光性のもの以
外にも熱硬化性のものも適用可能である。
【０１０２】しかしながら、図７３〜図７８に示した製
造工程を経て本実施例の記録ヘッドは製造されるため
に、図３０に示す吐出口面図および図３０のＹ−Ｙ断面
図である図３１に示すように、前述した微小曲面Ｒ1,Ｒ
2および微小突起部４２を含む複数の溝を有する吐出口
部を容易に形成することができる。吐出口部の溝は、図
７５に示すパターン露光および図７６に示す現像により
容易に形成される。
【０１０３】ここで、微小突起部は前述の製造工程にお
いて、インク流路形成部５０の材料とオリフィスプレー
トを形成する吐出口板形成層３５ｂとの境界領域で、こ
れらの樹脂の一部が互いに溶け合うために、上述の吐出
口を形成する工程の際に形成されるものと考えられる。
【０１０４】また、図３０のＹ−Ｙ断面図（吐出口の対
向する起部３２ａを通る平面で切断した断面図）である
図３１に示すように、溝部４１を形成する頂部４１ａお
よび基部４１ｂは、それぞれオリフィスプレートの厚み
方向にテーパ４４ａおよび４４ｂを有しており、吐出口
３２の開口面積より、吐出口部内での開口面積の方がわ
ずかに大きくなっている。（図中の実線は起部３２ａ
（溝の基部４１ｂ）を示し、図中の点線は伏部３２ｂ
（溝の頂部４１ａ）を示している。）そして、テーパ４
４ａ,４４ｂ、および微小突起部４２により、溝部には
液体（インク）を一時的に保持可能なインク保持領域Ｋ
が形成されている。このテーパ４４ａ,４４ｂも前述の
吐出口形成工程において形成されるものである。
【０１０５】また、本実施例における起部３２ａおよび
伏部３２ｂは、それぞれ図３０に示す方向においても微
小曲面Ｒ1,Ｒ2をそれぞれ形成しているが、図３１に示
す断面図においてもそれぞれ微小曲面Ｒ3,Ｒ4を形成し
ている。そして、図２９に示す斜視図に明らかなよう
に、吐出口３２を形成する面において、起部３２ａを形
成している領域が、伏部３２ｂを形成している領域に対
して相対的に液体の吐出方向に対して凸の形状となって
いる。すなわち、図３１に示す断面図において、起部３
２ａおよび伏部３２ｂは、いずれも吐出口の中心から放
射状に微小斜面部４３ａ,４３ｂを備えているが、微小
曲面の傾きなどが異なるために、結果として伏部３２ｂ
により形成される溝の頂部４１ａから放射状に略Ｕ字状
断面の微小凹部４４が形成されている。これらは、吐出
口を形成する工程（図７４および図７５）において、同
時に形成される。（このように、吐出口面３５ａに凹凸
形状が存在する場合、図３１に示す吐出口面に接触する
平面Ｚに対して吐出口面を投影し、この投影面における
吐出口の投影に対して、上記吐出口の中心から局所的に
離れた領域と、この領域に隣接する上記吐出口の中心か
ら局所的に近い２つの領域と、により形成される凹状の
開口部分で、「液体の吐出方向」に厚み成分を有する形
状として溝を定義すればよい。）
【０１０６】なお、これらの本実施例における形状は、
上述した図７３〜図７８に示す製造方法により容易に形
成されるものである。さらに、吐出口面３５ａを、吐出
口形成工程（図７５および図７６）前に予め撥水処理し
ておく（例えば図７４でオリフィスプレートとなる樹脂
層を形成後、この樹脂層の表面に撥水剤を塗布する）こ
とで、このような複雑な形状でありながら、吐出口部の
溝が延在する面に対する吐出される液体の濡れ性が、吐
出口を形成する面に対する液体の濡れ性に対して相対的
に優れている構成を容易に形成することができる。
【０１０７】次に、本実施例の液体吐出記録ヘッドの液
体吐出動作について、図３２〜図３９を用いて説明す
る。図３２〜図３９は、図３１と同じ断面による、液体
の吐出動作を時系列的に示す説明図である。本実施例お
いても、第１実施例と同様、気泡が最大体積に成長した
後の体積減少段階で液体を吐出する際に、吐出口の中心
に対して分散した複数の溝により、吐出時の主液滴の方
向を安定化させることができる。その結果、吐出方向の
ヨレのない、着弾精度の高い液体吐出ヘッドを提供する
ことができる。また、高い駆動周波数での発泡ばらつき
に対しても吐出を安定して行うことができることによ
る、高速高精細印字を実現することができる。
【０１０８】なお、本実施例においても、前述の第１実
施例と同様、気泡の体積減少段階でこの気泡を始めて大
気と連通させることで液体を吐出することにより、気泡
を大気に連通させて液滴を吐出する際に発生するミスト
を防止できるので、後述する突然不吐の要因となる、吐
出口面に液滴が付着する状態を抑制することもできる。
【０１０９】本実施例では、溝部にはインク保持領域Ｋ
が設けられていることにより、毛管力が確実に機能する
ことで、図３７および図３８で示される液体の吐出工程
において、主液滴の吐出方向をより安定化させることが
できる。また、気泡の体積減少段階でこの気泡を始めて
大気と連通させることで液体を吐出する吐出方式におい
ては、溝内のインクは、気泡が大気に連通する際に毛管
力が機能することで、連通後のインクが気泡を抱き込む
ことを抑制するという効果もある。さらに、複数の溝の
うち少なくとも一つの頂部が、流路の側壁を形成する壁
面により囲まれている空間としての発泡室の、隅部に向
かう方向に設けられていることによっても、後述するよ
うにインクが気泡を抱き込むことを抑制する効果を奏す
る。
【０１１０】図４０〜図４５は、図３２〜図３９に示し
た液体吐出ヘッドの液体吐出動作後の、インクのリフィ
ルの様子を図４０〜図４５に時系列的に示す説明図であ
る。図４０〜図４５は、図３２〜図３９と同じ切断面に
よる断面図となっている。
【０１１１】図４０はヒータ上に膜状の気泡が生成して
から１０μs後の状態であり、以下図４５まで、１０μs
ごとの状態を示している。図４０では、液流路３８内に
はインク供給口（不図示）からインクＩが供給されてい
るが、そのメニスカスＭはインク流路内に形成されてい
る。このとき、インク保持領域ＫにはインクＩdが保持
されており、また、発泡室３７の隅部にはインクＩeが
残っている。図４１および図４２では、インクＩのメニ
スカスは吐出口方向に移動しているが液流路３８中にあ
る。一方、隅部のインクＩeは、インク保持領域Ｋ内の
インクＩdと連通し、さらに隅部近傍のインクが集まる
ことで大きくなっている（図示されない側面部からイン
クがまわり込む）。そして、図４２において、液流路側
のインク保持領域Ｋ内のインクＩdが液流路のインクＩ
と連通する。その後は、図４３〜図４５に示すように、
液流路のインクとインク保持領域Ｋ内のインクＩd,隅部
のインクＩeが連通し、吐出口にメニスカスＭを形成す
る。ここで、本実施例では複数の溝部を有していること
で、液流路のインクＩが溝部内に侵入することで毛管力
が発生し、しかもメニスカスＭが吐出口に形成される際
（図４３〜図４５参照）に、溝の毛管力により吐出口に
おけるメニスカスの形成を促進させることができる。さ
らに、本実施例においては、溝部のインク保持領域Ｋ内
に予めインクＩdが保持されていることで、溝内のイン
クＩdと液流路内のインクＩとは容易に連通するため、
メニスカスの形成の促進を確実に行うことができる。こ
のようなリフィルの促進を確実に行うためには、液体の
吐出方向に延在する溝の一つが、液室（インク供給口）
に向かう方向にその頂部を有するように配置されている
ことが望ましい。
【０１１２】さらに、上述した吐出口面における凹凸、
すなわち微小凹部が吐出口の外周に分散して複数設けら
れていることにより、仮に吐出口面が製造段階において
基板に対してわずかに傾くように形成されていたとして
も、吐出口の外周は複数の微小な凹凸が形成されている
ため、その影響を緩和させ、吐出口部でメニスカスをほ
ぼ均等に張ることができる。すなわち、図３１に示す断
面図でαとβとで基板表面からの高さがわずかに異なる
場合、吐出口の外周形状が円形で、しかも上述のような
微小な凹凸が設けられていないと、メニスカスの張り方
はαとβの高さの差の影響を大きく受け、結果として基
板に対する液滴の吐出方向も傾いてしまう。これに対
し、本実施例の形状では、略Ｕ字状断面の微小凹部４４
により、αとβとでの基板表面からの高さの差は吸収さ
れる。その結果、このような製造ばらつきを有するヘッ
ドであっても、メニスカスの張り方は正常なヘッドに対
してそれほど変わることがなく、結果として基板に対す
る液滴の吐出方向も傾くことが抑制される。このよう
に、微小凹部が吐出口の外周に分散して複数設けられて
いることにより、製造段階における吐出口の高さのばら
つきの吐出に対する影響を緩和する効果がある。
【０１１３】次に、本実施例における、突然不吐の防止
について、図４６〜図５２を用いて説明する。
【０１１４】図４６〜図５０は、吐出口面に付着したイ
ンクＥが、インクＩのリフィル中に移動する様子を時系
列的に示した模式的断面図である。図４６は、液体吐出
後の状態であり、液流路３８内にはインク供給口（不図
示）からインクＩが供給されているが、そのメニスカス
Ｍはインク流路内に形成されている。このとき、インク
保持領域ＫにはインクＩdが保持されており、また、発
泡室３７の隅部にはインクＩeが残っている。
【０１１５】図４６において、自由インクEが何らかの
原因で吐出口３２を塞ごうとした場合、まず図４７に示
すように、インク保持領域ＫのインクＩdと連通する。
その一方で、インクＩがインク保持領域ＫのインクＩd
と連通し、メニスカスＭが溝部を含めて形成される。こ
こで、吐出口面３５ａは撥水処理されており、吐出口部
と吐出口面とで液体に対する濡れ性が異なる。このこと
は、インクＥが溝４１内に引き込まれることを促進する
効果がある。
【０１１６】また、インク保持領域ＫにインクＩdが保
持されていることで、溝内のインクＩdと吐出口面のイ
ンクＥとは容易に連通することができる。さらに本実施
例においては、図２９および図３１に示すような、微小
曲面Ｒ3,Ｒ4、吐出口側が低くなるように形成された微
小斜面部４３ａ,４３ｂおよび溝の頂部が溝の基部に対
して相対的に高さが低く形成された微小凹部４４などの
構造が、それぞれ溝内に自由インクを移動させるための
促進構造として相乗的に機能する。そのため、こうした
構成を持たない第１実施例の吐出口に対し、インクＥは
溝内に移動しやすくなる。
【０１１７】その後、溝内に入った自由インクは、図４
８および図４９に示すように、発泡室内のインクＩeな
どと連通することで、さらに液流路側へと移動する。そ
して、図５０に示すように、自由インクＥはリフィルさ
れたインクＩと連通し、吐出口を塞ぐことなく吐出口部
内に引き込まれる。
【０１１８】また、液流路のインクのリフィルのタイミ
ングによっては、図５１に示す自由インクＥが、図５２
に示すように発泡室内のインクＩeとのみ連通すること
で吐出口部内に引き込まれる場合もある。この場合で
も、自由インクにより吐出口は塞がれることがないの
で、突然不吐は防止される。
【０１１９】いずれの場合も、液流路内（発泡室も含
む）の液体が溝内に吸い上げられ、一方で吐出口面に付
着した液体が溝内に引きずり込まれ、これらが溝内で接
触することで、吐出口面に付着した液体が吐出口部内部
に移動することで、吐出口面に付着した液体が吐出口を
塞ぐことを防止している。
【０１２０】ここで、上述の説明では、インク保持領域
Ｋは微小突起部４２およびテーパ部４４ａ,４４ｂなど
により形成されているが、このような微小突起部などが
なくても、他の方法でインク（液体）を保持できるので
あれば、上述の効果を得ることができる。また、上述の
説明では、インク保持領域Ｋに常時インクがある場合で
説明したが、実際には上述の工程の最初の段階でインク
が無くても、第１実施例において説明した溝による効果
により、吐出口部を覆うことなく溝内に自由インクを引
き込むことができる。すなわち、本実施例においても、
第１実施例で図２３〜図２６を用いて説明した溝による
効果によっても、不吐出を防止できることは言うまでも
ない。
【０１２１】このように溝部により所望の毛管力を発揮
することで、吐出口を形成する面に付着した液滴によ
り、吐出口が塞がれないようにすることができる。この
所望の毛管力は、言い換えれば、吐出口面に付着する液
体の表面張力による付着力よりも大きな毛管力というこ
とができる。本発明者らの実験によれば、具体的には溝
部の開口面積（溝の頂部と、この頂部に隣接する２つの
基部とを結んでできる図形の面積）は１つあたり３０μ
m2以下、溝の長さは７μm以上が望ましい。
【０１２２】また、第１実施例ではその説明を省略した
が、たとえば吐出口面が撥水処理されており、吐出口部
と吐出口面とで液体に対する濡れ性が異なることによる
効果など、本実施例で詳細に説明した効果のうち、第１
実施例にも同様の構成があるものについては、上述の効
果を奏することができるものである。
【０１２３】（実施例３）図５３,図５４は本発明の第
３実施例の液体吐出ヘッドの吐出口部の要部を示す説明
図である。本実施例の液体吐出記録ヘッドの構成は前述
の第１,第２実施例と同様なので省略する。本実施例に
おいては、前述の第１実施例に対し、オリフィスプレー
トに設けられた吐出口部の形状が異なっている。
【０１２４】本実施例のインクジェット記録ヘッドの構
成は、先の実施例１と同じであり、記録用インクは、表
面張力が３０,３５,４０および４５dyn/cmであって、そ
れぞれ粘度２.５cpの物性値をもつものを用いた。吐出
口は、図５４のＴ3＝８μmであり、θ3＝３０度の寸法
の形状である。吐出口３２の開口面積は約４００μm2で
ある。
【０１２５】上記の構成の本実施例のインクジェット記
録ヘッドと従来の吐出口形状の記録ヘッドにおいて突然
不吐出が発生するかどうかの検討を行った。
【０１２６】従来例の吐出口形状としては、直径２２.
５μmの円形状と一辺が２０μmの正方形である。記録パ
ターンは、５０％の千鳥パターンであり、Ａ３判の縦方
向の印字媒体に１パス記録を行った。結果は、表２に示
すように、従来ヘッドでは１枚に数吐出口に突然不吐出
が発生したのに対し、本実施例の吐出口形状では発生し
なかった。また、吐出口正面からの観察においても、吐
出時に、吐出口内部の起部にインクが残らないことが観
察された。
【０１２７】
【表２】
【０１２８】また、図５５〜図５８に、本実施例の更な
る変形例の吐出口形状の一例を示す。図５５,図５７は
それぞれ吐出口の外形形状を示す模式図であり、図５
６,図５８はそれぞれ図５５,図５７に示す吐出口の外接
円および内接円を説明するための説明図である（吐出口
に対する外接円および内接円は第２実施例を参照）。図
５５において、吐出口の内接円Ａ1（図５６）の直径は
１３.４μmであり、図５７の吐出口の内接円Ａ1（図５
８）の直径は１１.０μmである。それぞれの吐出口の外
接円Ａ2（図５６,図５８）の直径は、図５５の吐出口で
１７.８μm,図５７の吐出口で２２.６μmである。伏部
３２ｂの角度は、図５５の吐出口は６個とも同じ、図５
７の吐出口は４個とも同じである。本変形例では、前述
の第２実施例と同様、伏部３２ｂの先端はアール処理さ
れている。
【０１２９】このような本実施例のインクジェット記録
ヘッドと、従来の吐出口形状の記録ヘッドにおいて、突
然インクの不吐出が発生するかどうかの検討を行った。
従来例の吐出口の形状は、直径１５μmの円形状と、一
辺が１３.５μmの正方形である。記録パターンは、５０
％の千鳥パターンであり、Ａ３サイズの縦方向の印字媒
体に１パス記録を行った。結果は、表１に示すように、
従来ヘッドでは、１枚に数吐出口に突然不吐出が発生し
たのに対し、本実施例の吐出口形状では発生しなかっ
た。また、吐出口正面からの観察においても、吐出時に
吐出口内部の突起部にインクが残らないことが観察され
た。
【０１３０】また、着弾精度は、吐出口から紙までの距
離が１.６mmである条件の場合、従来の記録ヘッドで
は、理想的な着弾位置からのズレが円形状の場合で４.
６μm,正方形の場合で４.５μmあったのに対し、本変形
例においては、図５５の場合で３.１μm,図５７の場合
で３.４μmとなり、着弾精度が向上する。ここで、吐出
口の開口面積、および溝の頂部のなす角にもよるが、溝
の数を多くする（例えば第２実施例のように１０個にす
る）ことは、着弾精度が向上するので望ましい。着弾精
度をより向上させるためには、第１,第２実施例および
図５５に示す変形例のように、溝の数を６つ以上とする
ことが望ましい。
【０１３１】上記例では、伏部３２ｂの角度、言い換え
れば溝部の頂部のなす角θ1,θ3が各例において決まっ
ているが、その角度に限定されるものではない。この角
度は上述の吐出方向の安定化、突然不吐の防止効果のそ
れぞれの観点から、３０度以上で、かつ従来の正方形状
の吐出口の角度である９０度未満の範囲が望ましい。伏
部３２ｂの鋭角な角部の角度が３０度未満のときは起部
３２ａが吐出口３２の開口部に迫り出し過ぎてしまい、
吐出口３２の吐出性能の低下を招く不都合を生じる。ま
た、第２実施例にて詳細に説明した製造方法の観点から
も、３０度以上の角度があることで、確実に毛管力を発
生可能な溝を形成できるので望ましい。また、伏部３２
ｂの鋭角な角部の角度が９０度を越えるときは実質的に
起部３２ａが形成されず、本発明の起部と伏部との相乗
効果を得ることができなくなるという不都合を生じる。
また、溝の数については、多数の溝部を設けることによ
り、ちぎれのポイントを多数作ることと、吐出口の周囲
長を増やすことが重要である。
【０１３２】また、突然不吐に対する効果に関しては、
本例の発泡室の形状だけでなく、吐出時に大気と連通す
るインクジェット記録ヘッドであれば、発泡室の形状に
よらず有効である。一方、吐出の方向の安定性に関する
効果については、消泡工程時に液滴を吐出する方式のも
のであれば、発泡室の形状によらず有効である。例え
ば、図７９,図８０に示すような、いわゆるエッジシュ
ータと呼ばれる形状の液体吐出ヘッドに対しても、本発
明は適用可能である。図７９はヘッドの要部断面図、図
８０はその吐出口面の模式的説明図である。図７９にお
いて、１３４はヒータ１３１を含む基板であり、１３５
は、吐出口部１４０を形成する天板である。１３２は吐
出口であり、吐出口部１４０には図８０に示すような溝
１４１が吐出口の中心Ｏに対して分散して複数設けられ
ている。１３８は液流路,１３３は複数の液流路１３８
に連通する共通液室である。
【０１３３】（実施例４）図５９〜図６１は、本発明の
第４実施例の液体吐出ヘッドの吐出口部の要部を示す説
明図である。本実施例の液体吐出記録ヘッドの構成は前
述の実施例と同様なので省略する。本実施例において
は、前述の第１実施例に対し、オリフィスプレートに設
けられた吐出口部の形状が異なっている。
【０１３４】本実施例のインクジェット記録ヘッドの構
成は、先の実施例１と同じであり、記録用インクは、表
面張力が３０,３５,４０および４５dyn/cmであり、それ
ぞれ粘度２.５cpの物性値をもつものを用いた。吐出口
は、図６０に示す４つの溝部のＴ4＝１１μmであり、θ
4＝４５度の寸法の形状である。吐出口３２の開口面積
は約４００μm2である。
【０１３５】上記の構成の本実施例のインクジェット記
録ヘッドと従来の吐出口形状の記録ヘッドにおいて突然
不吐出が発生するかどうかの検討を行った。
【０１３６】従来例の吐出口形状としては、直径２２.
５μmの円形状と一辺が２０μmの正方形である。記録パ
ターンは、５０％の千鳥パターンであり、Ａ３判の縦方
向の印字媒体に１パス記録を行った。結果は、表３に示
すように、従来ヘッドでは１枚に数吐出口に突然不吐出
が発生したのに対し、本実施例の吐出口形状では発生し
なかった。また、吐出口正面からの観察においても、吐
出時に、吐出口内部の起部にインクが残らないことが観
察された。
【０１３７】
【表３】
【０１３８】また、本実施例では、液滴の吐出方向に対
して直交する平面上に投影した吐出口３２の形状を矩形
の星形に設定しており、８つの平面部で構成されてい
る。そして、発泡室３７と液路３８との接続部分に対し
て反対側に位置する発泡室３７の隅部３７ａに対し、吐
出口部はこの隅部に近接する一対の溝部を有している。
そしてこれらの溝部の頂部としての伏部３２ｂのなす角
θは、それぞれ鋭角に設定され、吐出口３２の開口面積
が大きくなるのを抑制している。
【０１３９】このように、発泡室の隅部３７ａに向かう
方向に、その頂部を有する溝を備えていることで、発泡
室３７の隅部３７ａに残留する気泡を円弧部から円滑に
排出することができるようにしている。
【０１４０】（実施例５）図６２は発明の第５実施例の
液体吐出ヘッドの吐出口部の要部を示す説明図である。
本実施例の液体吐出記録ヘッドの構成は前述の第１,第
２実施例と同様なので省略する。本実施例においては、
前述の第１実施例に対し、オリフィスプレートに設けら
れた吐出口部の形状が異なっている。
【０１４１】本実施例の液体吐出ヘッドでは、その吐出
口形状が三角形形状であるため、前述の第１〜第４実施
例において説明した、消泡時に液滴を吐出する液体吐出
ヘッドに適用した場合の液体の安定吐出という効果は奏
することができないものである。しかしながら、各実施
例に開示された、発泡室の隅部に向かう方向に、その頂
部を有する溝を備えている構成（本実施例においては
「溝」を吐出口の角部まで含めるものとする）、および
液室（インク供給口）に向かう方向に吐出口の頂部を有
する構成、については開示するものである。
【０１４２】１つの発泡室２３７およびこれに続く液路
２３８を抽出拡大した図６２(Ａ)およびそのＢ−Ｂ矢視
断面構造を表す図６２(Ｂ)に示すように、本実施例にお
ける発泡室２３７の幅寸法Ｎ1は３３μm,長さ寸法Ｎ2は
３５μmであり、また、液滴の吐出方向（図６２(Ｂ)
中、上方向）に対して直交する平面上に投影した吐出口
２３２の形状は、その幅寸法Ｏ1が２５μm,長さ寸法Ｏ2
が２７.７５μmの二等辺三角形（開口面積が約３４６μ
m2）であり、３つの平面部で囲まれ、この二等辺三角形
の底辺を構成する平面部と斜辺を構成する平面部とのな
す角θを鋭角にすることにより、吐出口２３２の開口面
積が大きくなる不具合を防止している。発泡室２３７と
液路２３８との接続部分に対して反対側に位置する発泡
室２３７の隅部２３７ａと、これに近接して吐出口２３
２の二等辺三角形の底辺を構成する平面部の角部２３２
ｂとの距離は、発泡室２３７の幅方向（図６２(Ａ)中、
上下方向）に沿って４.０μm,長さ方向（図６２(Ａ)
中、左右方向）に沿って約８.４μmであり、その直線距
離が約９.３μmである。
【０１４３】なお、本実施例では、液滴の吐出方向に対
して直交する平面上にそれぞれ投影した電気熱変換素子
２３１の輪郭形状の重心と吐出口２３２の輪郭形状の重
心とを合致させている。また、本実施例では、吐出口２
３２から吐出される液体として表面張力が３０dyn/cm,
粘度が２.５cpのインクを採用した。
【０１４４】このようなインクジェットヘッドによる残
留気泡の状態やインク滴の吐出速度,吐出量を測定し、
図６９(Ａ),図７０(Ａ)に示した従来のインクジェット
ヘッド（図６９(Ｂ),図７０(Ｂ)は、それぞれ図６９
(Ａ),図７０(Ａ)の要部断面図）によるものと比較した
結果を表１に示す。この場合、図６９(Ａ)に示した従来
のインクジェットヘッドにおける吐出口３は、一辺が１
８.５μmの正方形（開口面積が約３４２μm2）であり、
発泡室２と液路４との接続部分に対して反対側に位置す
る発泡室２の隅部８と、これに近接する吐出口３の角部
９との距離は、発泡室２の幅方向（図６９(Ａ)中、上下
方向）および長さ方向 （図６９(ａ)中、左右方向）に
沿ってそれぞれ７.２５μmであり、その直線距離は１
０.２５μmである。また、図７０(Ａ)に示した従来のイ
ンクジェットヘッドにおける吐出口３は、直径が２１.
０μmの円形（開口面積が約３４６μm2）であり、発泡
室２と液路４との接続部分に対して反対側に位置する発
泡室２の隅部８と、これに近接する吐出口３との最短距
離は、約１２.８μmである。なお、これら２つの従来の
インクジェットヘッド共に、インク滴の吐出方向に対し
て直交する平面上にそれぞれ投影したこれら電気熱変換
素子１の輪郭形状の重心と吐出口３の輪郭形状の重心と
を合致させている。
【０１４５】
【表４】
【０１４６】上述の実験を行った結果、吐出口２３２,
３の形状が本実施例（二等辺三角形）＜矩形（正方形）
＜円形の順で大きな気泡が発泡室２３７,２の隅部２３
７ａ,８に残留することが判明した。また、表４に示す
ように、最初のインク滴の吐出速度を測定しているの
は、最初のインク滴が吐出される場合、発泡室２３７,
２の隅部２３７ａ,８に気泡が残留していないため、本
来のインク滴の吐出速度が測定できるからである。
【０１４７】この表４から明らかなように、最初に吐出
されるインク滴の吐出速度は、吐出口２３２,３の形状
如何にかかわらず、すべて１９m/sとなっているが、連
続吐出を行って発泡室２３７,２の隅部２３７ａ,８に残
留気泡が溜まって来ると、インク滴の吐出速度が低下す
る傾向を有するものの、吐出速度のゆらぎは本実施例の
ものが少なく、吐出も安定していることが判る。ちなみ
に、吐出速度がゆらぐことにより、プリント媒体に付着
するインク滴の付着位置精度も悪化して来ることが判っ
ている。また、３つのインクジェットヘッドの吐出口２
３２,３の開口面積がほぼ同じであることから、同じ吐
出量となるはずであるが、本実施例以外の従来のものは
吐出量が低下していることが判る。
【０１４８】このように、発泡室２３７の隅部２３７ａ
とこれに近接する吐出口２３２の角部２３２ｂとの距離
を詰めることにより、発泡室２３７の隅部２３７ａに残
留する気泡がこれに近接する吐出口２３２の角部２３２
ｂから外に排出され易くなる。また、吐出口２３２の角
部２３２ｂをそれぞれ形成する一対の平面部のなす角θ
をそれぞれ鋭角にすることにより、吐出口２３２の開口
面積の増大を防止してインク滴の吐出を安定させ、プリ
ント媒体上のインク濃度の低下や着弾精度の低下による
プリント品質の低下を軽減することができる。
【０１４９】また、本実施例では吐出口２３２の液路側
の端部が電気熱変換素子２３１よりも液路２３８側に位
置しているので、図２３〜図２６に示した状態に基づく
液滴の吐出不良を抑制することもできる。
【０１５０】なお、図６９(Ａ)に示した従来のもので
は、吐出口３からのインク滴の吐出方向に対して垂直な
平面上に投影した場合の電気熱変換素子１の中心から吐
出口３の液路４側の端部までの距離が７.７５μmであ
り、液路４内のインクが吐出口３までリフィルするのに
約３３μsの時間を要し、また、図７０(Ｂ)に示した従
来のものでは、電気熱変換素子１の中心から吐出口３の
液路４側の端部までの距離が８.７５μmであり、液路４
内のインクが吐出口３までリフィルするのに約３０μs
の時間を要するのに対し、本実施例では、電気熱変換素
子２３１の中心から吐出口２３２の液路２３８側の端部
までの距離が１７μmもあり、液路２３８内のインクを
約２０μsの時間で吐出口２３２までリフィルできるこ
とを確認した。
【０１５１】このように、本実施例では液路２３７内の
液体が吐出口２３２の端部まで迅速にリフィルすること
により、発泡室２３７内の空気を吐出口２３２から円滑
に排出することができ、吐出不良の発生を未然に防止す
ることができる。
【０１５２】次に、本実施例の変形例について、図６３
〜図６８を用いて説明する。
【０１５３】上述した実施例では、インク滴の吐出方向
に対して直交する平面上に投影したこれら電気熱変換素
子２３１の輪郭形状の重心と吐出口２３２の輪郭形状の
重心とを合致させるようにしたが、これら重心を相互に
ずらすようにしてもよい。このような変形例を図６３
(Ａ),(Ｂ)に示す。この変形例では、インク滴の吐出方
向に対して直交する平面上に投影した電気熱変換素子２
３１の輪郭形状の重心に対して吐出口２３２の輪郭形状
の重心を発泡室２３７と液路２３８との接続部分からよ
り遠ざかる位置にオフセットしている。さらに、液滴の
吐出方向（図６３(Ａ)中、上方向）に対して直交する平
面上に投影した吐出口２３２の形状は、その幅寸法Ｏ1
が３０μm,長さ寸法Ｏ2が２３μmの二等辺三角形（開口
面積が３４５μm2）であり、３つの平面部で囲まれ、こ
の二等辺三角形の底辺を構成する平面部と斜辺を構成す
る平面部とのなす角θを鋭角にすることにより、吐出口
２３２の開口面積が大きくなる不具合を防止している。
発泡室２３７と液路２３８との接続部分に対して反対側
に位置する発泡室２３７の隅部２３７ａと、これに近接
して吐出口２３２の二等辺三角形の底辺を構成する平面
部の角部２３２ｂとの距離は、発泡室２３７の幅方向お
よび長さ方向に沿ってそれぞれ１.５μm,その直線距離
は２.１μmであり、他の構成は先の実施例と基本的に同
一である。
【０１５４】このようなインクジェットヘッドによる残
留気泡の状態やインク滴の吐出速度,吐出量を測定し、
図７１,図７２に示した従来のインクジェットヘッドに
よるものと比較した結果を表３に示す。この場合、図７
１(Ａ)に示した従来のインクジェットヘッドにおける吐
出口３は、一辺が１８.５μmの正方形（開口面積が約３
４２μm2）であり、発泡室２と液路４との接続部分に対
して反対側に位置する発泡室２の隅部８と、これに近接
する吐出口３の角部９との距離は、発泡室２の幅方向
（図７１(Ａ)中、上下方向）および長さ方向（図７１
(Ａ)中、左右方向）に沿ってそれぞれ７.２５μmおよび
１.５μmであり、その直線距離は７.４μmである。ま
た、図７２(Ａ),(Ｂ)に示した従来のインクジェットヘ
ッドにおける吐出口３は、直径が２１.０μmの円形（開
口面積が約３４６μm2）であり、発泡室２と液路４との
接続部分に対して反対側に位置する発泡室２の隅部８
と、これに近接する吐出口３との最短距離は、約９.９
μmである。
【０１５５】これら２つの従来のインクジェットヘッド
は、共にインク滴の吐出方向に対して直交する平面上に
それぞれ投影したこれら電気熱変換素子１の輪郭形状の
重心と吐出口３の輪郭形状の重心とが合致していない。
また、図７１,図７２において、先に説明した図６９,図
７０に示した例と同一機能の部分には、これと同一符号
を記してある。
【０１５６】
【表５】
【０１５７】上述の実験を行った結果、吐出口２３２,
３の形状が本実施例（二等辺三角形）＜矩形（正方形）
＜円形の順で大きな気泡が発泡室２の隅部８に残留する
ことが判明したが、本実施例では残留気泡をほとんど認
めることができなかった。
【０１５８】この表５から明らかなように、インク滴の
吐出方向に対して直交する平面上に投影した吐出口２３
２の輪郭形状の重心を、電気熱変換素子２３１の輪郭形
状の重心に対して発泡室２３７と液路２３８との接続部
分からより遠ざかるようにずらすことにより、発泡室２
３７の隅部２３７ａに残留する気泡がこれに近接する吐
出口２３２の角部２３２ｂから、さらに排出され易くな
ることが判った。
【０１５９】上述した実施例では、一列に並ぶ吐出口２
３２の密度を３００dpiに設定したが、これを例えば６
００dpiに設定し、図３に示した構造と同一構成を採用
することによって、インクジェットヘッドの吐出口２３
２の密度を見かけ上、１２００dpiにすることも可能で
ある。このような変形例を図６４(Ａ),(Ｂ)に示す。こ
の変形例では、被覆樹脂層２３５は１３μmの厚みを有
し、隣接する発泡室２３７を仕切る被覆樹脂層２３５の
隔壁２３６の厚みを１０.５μmに設定している。本変形
例における発泡室２３７の幅寸法Ｎ1は２９μm,長さ寸
法Ｎ2は３１μmであり、また、液滴の吐出方向（図６４
(Ｂ)中、上方向）に対して直交する平面上に投影した吐
出口２３２の形状は、その幅寸法Ｏ1が２０μm,長さ寸
法Ｏ2が２４μmの二等辺三角形（開口面積が２４０μ
m2）であり、３つの平面部で囲まれ、この二等辺三角形
の底辺を構成する平面部と斜辺を構成する平面部とのな
す角θを鋭角にすることにより、吐出口２３２の開口面
積が大きくなる不具合を防止している。発泡室２３７と
液路２３８との接続部分に対して反対側に位置する発泡
室２３７の隅部２３７ａと、これに近接して吐出口２３
２の二等辺三角形の底辺を構成する平面部の角部２３２
ｂとの距離は、発泡室２３７の幅方向（図６４(Ｂ)中、
上下方向）に沿って４.５μm,長さ方向（図６４(Ａ)
中、左右方向）に沿って約７.５μmであり、その直線距
離が約８.７μmである。電気熱変換素子２３１は、１辺
が２６μmの正方形状をなし、５３Ωの抵抗値を有し、
図示しない配線を介して図示しないドライバに接続し、
９.５Ｖの駆動電圧で駆動されるようになっており、そ
れ以外の構成は、図６２に示した先の実施例と基本的に
同一である。
【０１６０】このように、吐出口２３２の密度を倍に設
定しても、表４に示した実施例と同一傾向の結果を得る
ことができる。
【０１６１】図６３(Ａ),(Ｂ)に示した変形例では、液
滴の吐出方向に対して直交する平面上に投影した吐出口
２３２の二等辺三角形の底辺を構成する平面部を、発泡
室２３７と液路２３８との接続部分に対して反対側に位
置する電気熱変換素子２３１の周辺部と重ねるようにし
たが、発泡室２３７と液路２３８との接続部分に対して
反対側に位置する発泡室２３７の隔壁と一致させること
も可能である。
【０１６２】このような本実施例による液体吐出ヘッド
のさらなる変形例を図６５(Ａ),(Ｂ)に示す。この変形
例では、先に説明した実施例と同一機能の部分にはこれ
と同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するもの
とする。
【０１６３】本変形例では、吐出口２３２からの液滴の
吐出方向に対して直交する平面上に投影した吐出口２３
２の二等辺三角形の底辺を構成する平面部を、発泡室２
３７と液路２３８との接続部分に対して反対側に位置す
る発泡室２３７の隔壁に対して同一平面上に位置するよ
うにし、吐出口２３２の形状は、その幅寸法Ｏ1が２５
μm,長さ寸法Ｏ2が２７.７５μmの二等辺三角形であっ
て３つの平面部で囲まれ、この二等辺三角形の底辺を構
成する平面部と斜辺を構成する平面部とのなす角θを鋭
角に設定している。また、発泡室２３７と液路２３８と
の接続部分に対して反対側に位置する発泡室２３７の隅
部２３７ａと、これに近接する吐出口２３２の角部２３
２ｂとの距離を４μmにしてあり、これによって、発泡
室２３７の隅部２３７ａに残留する気泡をさらに減少さ
せることができる。
【０１６４】図６６(Ａ),(Ｂ)に示す変形例は、吐出口
２３２の幅寸法を発泡室２３７の幅寸法に合致させるこ
とによって、発泡室２３７と液路２３８との接続部分に
対して反対側に位置する発泡室２３７の隅部２３７ａ
と、これに近接する吐出口２３２の角部２３２ｂとの距
離を狭めるものである。本変形例における吐出口２３２
の幅寸法Ｏ1を発泡室２３７の幅寸法Ｎ1に合致させてお
り、この吐出口２３２の幅寸法Ｏ1、つまり発泡室２３
７の幅寸法Ｎ1が３３μm,長さ寸法Ｏ2が２１μmの二等
辺三角形であって３つの平面部で囲まれ、この二等辺三
角形の底辺を構成する平面部と斜辺を構成する平面部と
のなす角θを鋭角に設定している。また、発泡室２３７
と液路２３８との接続部分に対して反対側に位置する発
泡室２３７の隅部２３７ａと、これに近接する吐出口２
３２の角部２３２ｂとの距離を６μmにしてあり、これ
によって、発泡室２３７の隅部２３７ａに残留する気泡
を減少させることができる。
【０１６５】また、図６７(Ａ),(Ｂ)に示す変形例は、
隣接する平面部の角部を円弧面で形成することにより、
気泡の排出性を向上させるものである。
【０１６６】上述した変形例では、吐出口２３２をすべ
て二等辺三角形に形成したが、矩形や他の多角形状にす
ることも可能である。図６８(Ａ),(Ｂ)には、このよう
な本実施例による液体吐出ヘッドのさらに異なる実施例
の概略形状を示している。本変形例では、液滴の吐出方
向に対して直交する平面上に投影した吐出口２３２の形
状を等脚台形に設定しており、４つの平面部で構成され
ている。発泡室２３７と液路２３８との接続部分に対し
て反対側に位置する発泡室２３７の隅部２３７ａに近接
する一対の角部２３２ｂをそれぞれ形成する一対の平面
部のなす角θをそれぞれ鋭角に設定し、吐出口２３２の
開口面積が大きくなるのを抑制している。
【０１６７】（その他の実施例）なお、本発明は、液体
の吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱
エネルギーを発生する手段（例えば、電気熱変換素子や
レーザ光など）を具え、この熱エネルギーにより液体の
状態変化を生起させるインクジェット方式の液体吐出ヘ
ッドや、カートリッジ、あるいは画像形成装置において
優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれ
ば、プリントの高密度化および高精細化が達成できるか
らである。
【０１６８】その代表的な構成や原理については、例え
ば米国特許第４７２３１２９号明細書や、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマン
ド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能であ
るが、特に、オンデマンド型の場合には、液体が保持さ
れているシートや流路に対応して配置される電気熱変換
素子に、プリント情報に対応した核沸騰を越える急速な
温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加する
ことにより熱エネルギを発生させ、液体吐出ヘッドの熱
作用面に膜沸騰を生じさせ、結果的にこの駆動信号に一
対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有効であ
る。この気泡の成長により、吐出口を介して液体を吐出
させ、少なくとも１つの液滴を形成する。この駆動信号
をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行
われるので、特に応答性に優れた液体の吐出が達成で
き、より好ましい。このパルス形状の駆動信号として
は、米国特許第４４６３３５９号明細書や、同第４３４
５２６２号明細書に記載されているようなものが適して
いる。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の
米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条
件を採用すると、さらに優れたプリントを行うことがで
きる。
【０１６９】さらに、画像形成装置がプリントできるプ
リント媒体の最大幅に対応した長さを有するフルライン
タイプの液体吐出ヘッドに対しても本発明は有効に適用
できる。このような液体吐出ヘッドとしては、複数の液
体吐出ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成
や、一体的に形成された１個の液体吐出ヘッドとしての
構成の何れでもよい。
【０１７０】加えて、上述した実施例のようなシリアル
タイプのものでも、走査移動するキャリッジに対して一
体的に固定された液体吐出ヘッドを用いる場合にも本発
明は有効である。
【０１７１】本発明の画像形成装置の構成として、液体
吐出ヘッドからの液体の吐出状態を適正にするための回
復手段や、予備的な補助手段などを付加することは本発
明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。
これらを具体的に挙げれば、液体吐出ヘッドに対するキ
ャッピング手段や、クリーニング手段,加圧あるいは吸
引手段,電気熱変換素子やこれとは別の加熱素子あるい
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、プリントとは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げ
ることができる。
【０１７２】また、搭載される液体吐出ヘッドの種類や
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、プリント色や濃度（明度）を
異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるも
のであってもよい。すなわち、例えば画像形成装置のプ
リントモードとしては黒色などの主流色のみのプリント
モードだけではなく、液体吐出ヘッドを一体的に構成す
るか、複数個の組み合わせによるか何れでもよいが、異
なる色の複色カラーまたは混色によるフルカラーの各プ
リントモードの少なくとも一つを備えた装置にも本発明
は極めて有効である。この場合、プリント媒体の種類や
プリントモードに応じてインクのプリント性を調整する
ための処理液（プリント性向上液）を専用の液体吐出ヘ
ッドからプリント媒体に吐出することも有効である。
【０１７３】さらに、以上説明した本発明の実施例にお
いては、室温やそれ以下で固化し、室温で軟化もしくは
液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット
方式では液体自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温
度調整を行って液体の粘性を安定吐出範囲にあるように
温度制御するものが一般的であるから、使用プリント信
号付与時に液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱
エネルギによる昇温を、固形状態から液体状態への状態
変化のエネルギとして使用させることで積極的に防止す
るため、または液体の蒸発を防止するため、放置状態で
固化し加熱によって液化するものを用いてもよい。何れ
にしても熱エネルギのプリント信号に応じた付与によっ
て液化し、液体が吐出されるものや、プリント媒体に到
達する時点ではすでに固化し始めるものなどのような、
熱エネルギの付与によって初めて液化する性質のものを
使用する場合も本発明は適用可能である。このような場
合の液体は、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特
開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔
質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持
された状態で、電気熱変換素子に対して対向するような
形態としてもよい。本発明においては、上述した各液体
に対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行
するものである。
【０１７４】なお、本発明にかかる画像形成装置の形態
としては、コンピュータなどの情報処理機器の画像出力
端末として用いられるものの他、リーダなどと組合せた
複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装
置や捺染装置の形態を採るものなどであっても良く、プ
リント媒体としては、シート状あるいは長尺の紙や布
帛、あるいは板状をなす木材や石材,樹脂,ガラス,金属
などの他に、３次元立体構造物などを挙げることができ
る。
【０１７５】
【発明の効果】本発明によると、吐出口面を含む吐出口
を形成する吐出口部、さらには吐出させる手段および液
流路まで含めたヘッド構成全体を考慮することで、より
一層の高画質化、高精細化、および記録速度の向上とい
った要求を満たすことのできる、総合的に優れた液体吐
出を実現可能な液体吐出ヘッドおよび該ヘッドの製造方
法を提供することができる。
【０１７６】より具体的には、高い駆動周波数での発泡
のばらつきや、製造段階での吐出口ごとの特性のばらつ
きなどの様々なばらつき要因に対して、液体吐出方向を
安定化することのできる、優れた液体吐出ヘッドを提供
することができる。
【０１７７】突然不吐を効果的に防止、あるいは抑制す
ることのできる、優れた液体吐出ヘッド、および該ヘッ
ドを用いた突然不吐出防止方法を提供することができ
る。
【０１７８】特に製造段階での吐出口の精度を許容しつ
つも、液体吐出方向を安定化するとともに、上記突然不
吐出をも効果的に防止、あるいは抑制することのでき
る、優れた液体吐出ヘッドを提供することができる。
【０１７９】各目的を単独、あるいは組み合わせた複合
的な目的を達成することのできる、複雑な形状でありな
がら容易に形成される液体吐出ヘッドおよび該液体吐出
ヘッドの製造方法を提供することができる。
【０１８０】液滴に気泡を発生して液体を吐出させるヘ
ッドのうち、いわゆるサイドシュータ型と呼ばれている
液体吐出ヘッドにおいて、メニスカスの振動の収束の早
い、リフィル性能に優れた液体吐出ヘッドを提供するこ
とができる。
【０１８１】液滴に気泡を発生して液体を吐出させるヘ
ッドのうち、いわゆるサイドシュータ型と呼ばれている
液体吐出ヘッドにおいて、気泡の抱き込みによる不安定
な液体の吐出を抑制することのできる優れた液体吐出ヘ
ッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体吐出ヘッドを搭載可能なインクジ
ェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の液体吐出ヘッドを備えたインクジェッ
トカートリッジの一例を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例の液体吐出ヘッドの要部を
模式的に示す概略斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例の液体吐出ヘッドの一部を
抽出した概念図である。
【図５】図４に示した吐出口の部分の拡大図である。
【図６】図５に示した吐出口の部分のインク付着状態を
示す模式図である。
【図７】図４に示した実施例における主要部の模式図で
ある。
【図８】図７中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図９〜
図１５と共に本発明の第１実施例における液体吐出ヘッ
ドの液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図
である。
【図９】図７中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図８お
よび図１０〜図１５と共に本発明の本発明の第１実施例
における液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明
するための概略断面図である。
【図１０】図７中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図
８,図９および図１１〜図１５と共に本発明の本発明の
本発明の第１実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出
動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１１】図７中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図８
〜図１０および図１２〜図１５と共に本発明の本発明の
本発明の第１実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出
動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１２】図７中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図８
〜図１１および図１３〜図１５と共に本発明の本発明の
本発明の第１実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出
動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１３】図７中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図８
〜図１２,図１４および図１５と共に本発明の本発明の
本発明の第１実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出
動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図１４】図７中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図８
〜図１３および図１５と共に本発明の本発明の本発明の
第１実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経
時的に説明するための概略断面図である。
【図１５】図７中のＸ−Ｘ矢視断面形状に対応し、図８
〜図１４と共に本発明の本発明の本発明の第１実施例に
おける液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明す
るための概略断面図である。
【図１６】図１７〜図２１と共に従来の液体吐出ヘッド
における突然不吐を説明するための概略断面図である。
【図１７】図１６および図１８〜図２１と共に従来の液
体吐出ヘッドにおける突然不吐を説明するための概略断
面図である。
【図１８】図１６,図１７および図１９〜図２１と共に
従来の液体吐出ヘッドにおける突然不吐を説明するため
の概略断面図である。
【図１９】図１６〜図１８,図２０および図２１と共に
従来の液体吐出ヘッドにおける突然不吐を説明するため
の概略断面図である。
【図２０】図１６〜図１９および図２１と共に従来の液
体吐出ヘッドにおける突然不吐を説明するための概略断
面図である。
【図２１】図１６〜図２０と共に従来の液体吐出ヘッド
における突然不吐を説明するための概略断面図である。
【図２２】図２０に示した吐出口面の状態を示す模式図
である。
【図２３】(Ａ)は図２４〜図２６と共に本発明の液体吐
出ヘッドの吐出口面に付着した液滴の移動を経時的に説
明するための模式図、(Ｂ)はその概略断面図である。
【図２４】(Ａ)は図２３,図２５および図２６と共に本
発明の液体吐出ヘッドの吐出口面に付着した液滴の移動
を経時的に説明するための模式図、(Ｂ)はその概略断面
図である。
【図２５】(Ａ)は図２３,図２４および図２６と共に本
発明の液体吐出ヘッドの吐出口面に付着した液滴の移動
を経時的に説明するための模式図、(Ｂ)はその概略断面
図である。
【図２６】(Ａ)は図２３〜図２５と共に本発明の液体吐
出ヘッドの吐出口面に付着した液滴の移動を経時的に説
明するための模式図、(Ｂ)はその概略断面図である。
【図２７】本発明の第２実施例における液体吐出ヘッド
の一部を抽出拡大した概念図である。
【図２８】図２７に示した吐出口の内接円と外接円とを
説明するための模式図である。
【図２９】図２７に示した吐出口の斜視図である。
【図３０】本発明の第２実施例における液体吐出ヘッド
の吐出口の拡大図である。
【図３１】図３０中のＹ−Ｙ矢視断面図である。
【図３２】図３３〜図３９と共に本発明の第２実施例に
おける液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的に説明す
るための概略断面図である。
【図３３】図３２および図３４〜図３９と共に本発明の
本発明の第２実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出
動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図３４】図３２,図３３および図３５〜図３９と共に
本発明の本発明の第２実施例における液体吐出ヘッドの
液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図であ
る。
【図３５】図３２〜図３４および図３６〜図３９と共に
本発明の本発明の第２実施例における液体吐出ヘッドの
液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図であ
る。
【図３６】図３２〜図３５および図３７〜図３９と共に
本発明の本発明の第２実施例における液体吐出ヘッドの
液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図であ
る。
【図３７】図３２〜図３６,図３８および図３９と共に
本発明の本発明の第２実施例における液体吐出ヘッドの
液体吐出動作を経時的に説明するための概略断面図であ
る。
【図３８】図３２〜図３７および図３９と共に本発明の
本発明の第２実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出
動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図３９】図３２〜図３８と共に本発明の本発明の第２
実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出動作を経時的
に説明するための概略断面図である。
【図４０】図４１〜図４５と共に本発明の第２実施例に
おける液体吐出ヘッドの液体吐出後の動作を経時的に説
明するための概略断面図である。
【図４１】図４０および図４２〜図４５と共に本発明の
第２実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出後の動作
を経時的に説明するための概略断面図である。
【図４２】図４０,図４１および図４３〜図４５と共に
本発明の第２実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出
後の動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図４３】図４０〜図４２,図４４および図４５と共に
本発明の第２実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出
後の動作を経時的に説明するための概略断面図である。
【図４４】図４０〜図４３および図４５と共に本発明の
第２実施例における液体吐出ヘッドの液体吐出後の動作
を経時的に説明するための概略断面図である。
【図４５】図４０〜図４４と共に本発明の第２実施例に
おける液体吐出ヘッドの液体吐出後の動作を経時的に説
明するための概略断面図である。
【図４６】図４７〜図５０と共に本発明の第２実施例に
おける液体吐出ヘッドの吐出口面に付着した液滴の移動
を経時的に説明するための概略断面図である。
【図４７】図４６および図４８〜図５０と共に本発明の
第２実施例における液体吐出ヘッドの吐出口面に付着し
た液滴の移動を経時的に説明するための概略断面図であ
る。
【図４８】図４６,図４７,図４９および図５０と共に本
発明の第２実施例における液体吐出ヘッドの吐出口面に
付着した液滴の移動を経時的に説明するための概略断面
図である。
【図４９】図４６〜図４８および図５０と共に本発明の
第２実施例における液体吐出ヘッドの吐出口面に付着し
た液滴の移動を経時的に説明するための概略断面図であ
る。
【図５０】図４６〜図４９と共に本発明の液体吐出ヘッ
ドの吐出口面に付着した液滴の移動を経時的に説明する
ための概略断面図である。
【図５１】図５２と共に本発明の液体吐出ヘッドの吐出
口面に付着した液滴の移動を説明するための概略断面図
である。
【図５２】図５１と共に本発明の液体吐出ヘッドの吐出
口面に付着した液滴の移動を説明するための概略断面図
である。
【図５３】本発明の第３実施例における液体吐出ヘッド
の一部を抽出して示す概念図である。
【図５４】図５３に示した吐出口の拡大図である。
【図５５】本発明の第３実施例における液体吐出ヘッド
の吐出口形状の変形例を説明するための拡大正面図であ
る。
【図５６】図５５に示した吐出口の内接円と外接円とを
説明するための模式図である。
【図５７】本発明の第３実施例における液体吐出ヘッド
の吐出口形状の変形例を説明するための拡大正面図であ
る。
【図５８】図５７に示した吐出口の内接円と外接円とを
説明するための模式図である。
【図５９】本発明の第４実施例における液体吐出ヘッド
の一部を抽出して示す概念図である。
【図６０】図５９に示した吐出口の拡大図である。
【図６１】(Ａ)は本発明の第４実施例における液体吐出
ヘッドの吐出口形状などを示す要部断面図、(Ｂ)はその
Ｂ−Ｂ矢視断面図である。
【図６２】(Ａ)は本発明の第５実施例における液体吐出
ヘッドの吐出口形状などを示す要部断面図、(Ｂ)はその
Ｂ−Ｂ矢視断面図である。
【図６３】図６４〜図６８と共に(Ａ)は本発明の第５実
施例における液体吐出ヘッドの変形例を説明するための
要部断面図、(Ｂ)はそのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６４】図６３および図６５〜図６８と共に(Ａ)は本
発明の第５実施例における液体吐出ヘッドの変形例を説
明するための要部断面図、(Ｂ)はそのＢ−Ｂ矢視断面図
である。
【図６５】図６３,図６４および図６６〜図６８と共に
(Ａ)は本発明の第５実施例における液体吐出ヘッドの変
形例を説明するための要部断面図、(Ｂ)はそのＢ−Ｂ矢
視断面図である。
【図６６】図６３〜図６５,図６７および図６８と共に
(Ａ)は本発明の第５実施例における液体吐出ヘッドの変
形例を説明するための要部断面図、(Ｂ)はそのＢ−Ｂ矢
視断面図である。
【図６７】図６３〜図６６および図６８と共に(Ａ)は本
発明の第５実施例における液体吐出ヘッドの変形例を説
明するための要部断面図、(Ｂ)はそのＢ−Ｂ矢視断面図
である。
【図６８】図６３〜図６７と共に(Ａ)は本発明の第５実
施例における液体吐出ヘッドのさらに他の変形例を説明
するための要部断面図、(Ｂ)はそのＢ−Ｂ矢視断面図で
ある。
【図６９】(Ａ)は本発明の液体吐出ヘッドに対する比較
例となる液体吐出ヘッドの要部断面図、(Ｂ)はそのＢ−
Ｂ矢視断面図である。
【図７０】(Ａ)は本発明の液体吐出ヘッドに対する比較
例となる液体吐出ヘッドの要部断面図、(Ｂ)はそのＢ−
Ｂ矢視断面図である。
【図７１】(Ａ)は本発明の液体吐出ヘッドに対する比較
例となる液体吐出ヘッドの要部断面図、(Ｂ)はそのＢ−
Ｂ矢視断面図である。
【図７２】(Ａ)は本発明の液体吐出ヘッドに対する比較
例となる液体吐出ヘッドの要部断面図、(Ｂ)はそのＢ−
Ｂ矢視断面図である。
【図７３】図７４〜図７８と共に図３に示す記録ヘッド
の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【図７４】図７３および図７５〜図７８と共に図３に示
す記録ヘッドの製造方法の一例を説明するための断面図
である。
【図７５】図７３,図７４および図７６〜図７８と共に
図３に示す記録ヘッドの製造方法の一例を説明するため
の断面図である。
【図７６】図７３〜図７５,図７７および図７８と共に
図３に示す記録ヘッドの製造方法の一例を説明するため
の断面図である。
【図７７】図７３〜図７６および図７８と共に図３に示
す記録ヘッドの製造方法の一例を説明するための断面図
である。
【図７８】図７３〜図７７と共に図３に示す記録ヘッド
の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図７９】本発明を適用可能な他の形態の液体吐出ヘッ
ドの一例を示す断面図である。
【図８０】図７９に示した液体吐出ヘッドにおける吐出
口の正面図である。
【符号の説明】
１ 電気熱変換素子 ２ 発泡室 ３ 吐出口 ４ 液路 ８ 隅部 ９ 角部 ３１ 電気熱変換素子（ヒータ,インク吐出エネルギ発
生素子） ３２ 吐出口 ３２ａ 起部 ３２ｂ 伏部 ３３ インク供給口（開口部） ３４ 基板 ３５ オリフィスプレート（吐出口プレート） ３５ａ 吐出口面 ３５ｂ 吐出口板形成層 ３６ インク流路壁 ３６ａ 隔壁 ３７ 発泡室 ３７ａ 隅部 ３８ 液流路 ４０ 吐出口部 ４１ 溝 ４１ａ 頂部 ４１ｂ 基部 ４２ 微小突起部 ４３ａ,４３ｂ 微小斜面部 ４４ 微小凹部 ４４ａ,４４ｂ テーパ ５０ インク流路形成部 ６０ マスク ７０ インク供給のための部材 １００ インクジェット記録ヘッド １０１ 気泡 １０２ メニスカス １３１ ヒータ １３２ 吐出口 １３３ 共通液室 １３４ 基板 １３５ 天板 １３８ 液流路 １４０ 吐出口部 １４１ 溝 ２３１ 電気熱変換素子 ２３２ 吐出口 ２３２ｂ 角部 ２３７ 発泡室 ２３７ａ 隅部 ２３８ 液路 ４１１〜４１６ 溝部 １００１ 液体タンク １００６ 移動駆動部 １００８ ケーシング １０１０ 記録部 １０１０ａ キャリッジ部材 １０１２ カートリッジ １０１２Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｂ インクジェットカートリッジ １０１６ ベルト １０１８ モータ １０２０ 駆動部 １０２２ａ,１０２２ｂ ローラユニット １０２４ａ,１０２４ｂ ローラユニット １０２６ 回復ユニット １０２６ａ,１０２６ｂ プーリ １０２８ 用紙 １０３０ 搬送装置 Ａ インク Ａ1 吐出口の内接円 Ａ2 吐出口の外接円 Ｂ 気泡 Ｃ 濡れインク Ｄ インク滴 Ｅ 濡れインク（自由インク） ＦM メニスカス後退方向 ＦC メニスカス後退方向と反対方向 Ｇ 重心 Ｉ インク Ｉa 主液滴（液体,インク） Ｉb,Ｉc 液体（インク） Ｉd 溝部に付着したインク（溝内のインク） Ｉe 液流路内に残存しているインク Ｋ インク保持領域 Ｌ 液室（インク供給口）から吐出口に向かう線 Ｍ メニスカス Ｎ1 発泡室の幅寸法 Ｎ2 発泡室の長さ寸法 Ｏ 吐出口の中心 Ｏ1 吐出口の幅寸法 Ｏ2 吐出口の長さ寸法 Ｐ 用紙の搬送方向 Ｒ ベルトの回転方向 Ｒ1,Ｒ2,Ｒ3,Ｒ4 微小曲面 Ｓ 用紙の搬送方向と略直交する方向 ｗ 隔壁の幅寸法 Ｚ 吐出口面に接触する平面 θ,θ1,θ3,θ4 伏部の角度（溝部の頂部のなす角）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C057 AF06 AF08 AF43 AG05 AG07 AG15 AG32 AG39 AG40 AG69 AH15 AJ03 AJ04 AN01 AN05 AP02 AP13 AP22 AP23 AP31 AP32 AP47 AP57 AP60 AQ01 AQ02 AQ04 AQ06 BA04 BA13 BA14

Claims (44)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体を吐出するための吐出口を備える吐
    出口部と、 該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
    くための液流路と、 該液流路に設けられて前記吐出口から液体を吐出するた
    めに利用される熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子と
    を有し、前記液体に前記熱エネルギーを付与することで
    前記液体に状態変化を生起させ気泡を形成し、発生した
    気泡の圧力により前記液体を吐出する液体吐出ヘッドに
    おいて、 前記気泡が最大体積に成長した後の体積減少段階で前記
    液体を吐出するとともに、 前記吐出口の中心に対して分散した、前記液体の吐出方
    向に延在する複数の溝が前記吐出口部に設けられている
    ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
  2. 【請求項２】 前記気泡の体積減少段階で前記気泡を初
    めて大気と連通させることで前記液体を吐出することを
    特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 【請求項３】 互いに隣接する溝の中心部を結んで形成
    される多角形の重心と、該溝の基部を結んでできる多角
    形の重心とが略一致することを特徴とする請求項１に記
    載の液体吐出ヘッド。
  4. 【請求項４】 前記溝が６つ以上あることを特徴とする
    請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 【請求項５】 前記液流路に液体を供給するための液室
    を更に有するとともに、 前記吐出口は前記発熱抵抗素子に対向する位置に設けら
    れ、該吐出口と発熱抵抗素子との間の液流路は、前記液
    室へ向かう方向を除いて該流路の側壁を形成する壁面に
    より囲まれていることを特徴とする請求項１に記載の液
    体吐出ヘッド。
  6. 【請求項６】 前記複数の溝のうちの少なくとも一つの
    頂部が、前記液室に向かう方向に設けられていることを
    特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
  7. 【請求項７】 前記複数の溝のうちの少なくとも一つの
    頂部が、前記流路の側壁を形成する壁面により囲まれて
    いる空間の隅部に向かう方向に設けられていることを特
    徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 【請求項８】 前記吐出口の中心を通る、前記液室から
    前記吐出口に向かう線に対して、前記複数の溝が略線対
    称に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の
    液体吐出ヘッド。
  9. 【請求項９】 前記溝部の頂部および基部が、それぞれ
    微小曲面をなすことを特徴とする請求項１に記載の液体
    吐出ヘッド。
  10. 【請求項１０】 前記溝の頂部をなす角度が、３０度以
    上９０度以下の範囲であることを特徴とする請求項1に
    記載の液体吐出ヘッド。
  11. 【請求項１１】 液体を吐出するための吐出口を備える
    吐出口部と、 該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
    くための液流路と、 該液流路に設けられて前記吐出口から液体を吐出するた
    めに利用される吐出エネルギー発生手段とを有する液体
    吐出ヘッドにおいて、 前記吐出口を形成する面に付着した液滴により該吐出口
    が塞がれないための前記液体の吐出方向に延在する溝が
    前記吐出口部に設けられており、 該吐出口部は７μm以上の厚みを有するとともに、前記
    溝の前記吐出口面における断面積が３０μm2以下である
    ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
  12. 【請求項１２】 前記吐出口の中心に対して分散して前
    記溝を複数有することを特徴とする請求項１１に記載の
    液体吐出ヘッド。
  13. 【請求項１３】 互いに隣接する溝の中心部を結んで形
    成される多角形の重心と、該溝の基部を結んでできる多
    角形の重心とが略一致することを特徴とする請求項１２
    に記載の液体吐出ヘッド。
  14. 【請求項１４】 前記吐出エネルギー発生素子は、熱エ
    ネルギーを発生する発熱抵抗素子であり、前記液体に前
    記熱エネルギーを付与することで前記液体に状態変化を
    生起させ気泡を形成し、発生した気泡の圧力により前記
    液体を吐出するとともに、前記気泡が最大体積に成長し
    た後の体積減少段階で前記液体を吐出することを特徴と
    する請求項１２に記載の液体吐出ヘッド。
  15. 【請求項１５】 前記溝部の頂部および基部が、それぞ
    れ微小曲面をなすことを特徴とする請求項１１に記載の
    液体吐出ヘッド。
  16. 【請求項１６】 前記溝の頂部をなす角度が、３０度以
    上９０度以下の範囲であることを特徴とする請求項１１
    に記載の液体吐出ヘッド。
  17. 【請求項１７】 液体を吐出するための吐出口を備える
    吐出口部と、 該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
    くための液流路と、 該液流路に設けられて前記吐出口から液体を吐出するた
    めに利用される吐出エネルギー発生手段とを有する液体
    吐出ヘッドにおいて、 前記液体の吐出方向に延在する溝が前記吐出口部に設け
    られており、該溝は、前記吐出口面に付着する液体の表
    面張力による付着力よりも大きな毛管力を発生可能であ
    ることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  18. 【請求項１８】 前記溝に、一時的に液体を保持可能な
    液体保持領域を備えることを特徴とする請求項１７に記
    載の液体吐出ヘッド。
  19. 【請求項１９】 前記吐出口の中心に対して分散して前
    記溝を複数有することを特徴とする請求項１７に記載の
    液体吐出ヘッド。
  20. 【請求項２０】 互いに隣接する溝の中心部を結んで形
    成される多角形の重心と、該溝の基部を結んでできる多
    角形の重心とが略一致することを特徴とする請求項１９
    に記載の液体吐出ヘッド。
  21. 【請求項２１】 前記吐出エネルギー発生素子は、熱エ
    ネルギーを発生する発熱抵抗素子であり、前記液体に前
    記熱エネルギーを付与することで前記液体に状態変化を
    生起させ気泡を形成し、発生した気泡の圧力により前記
    液体を吐出するとともに、前記気泡が最大体積に成長し
    た後の体積減少段階で前記液体を吐出することを特徴と
    する請求項１７に記載の液体吐出ヘッド。
  22. 【請求項２２】 液体を吐出するための吐出口を備える
    吐出口部と、 該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
    くための液流路と、 該液流路に設けられて前記吐出口から液体を吐出するた
    めに利用される吐出エネルギー発生手段とを有する液体
    吐出ヘッドにおいて、 前記液体の吐出方向に延在する溝が前記吐出口部に設け
    られており、 該溝の前記吐出口側端部は、該溝の頂部近傍の領域が前
    記吐出口面の他の領域に比べて、相対的に液体の吐出方
    向に対して凹形状をなすことを特徴とする液体吐出ヘッ
    ド。
  23. 【請求項２３】 前記溝に、一時的に液体を保持可能な
    液体保持領域を備えることを特徴とする請求項２２に記
    載の液体吐出ヘッド。
  24. 【請求項２４】 前記吐出口の中心に対して分散して前
    記溝を複数有することを特徴とする請求項２２に記載の
    液体吐出ヘッド。
  25. 【請求項２５】 互いに隣接する溝の中心部を結んで形
    成される多角形の重心と、該溝の基部を結んでできる多
    角形の重心とが略一致することを特徴とする請求項２２
    に記載の液体吐出ヘッド。
  26. 【請求項２６】 前記吐出エネルギー発生素子は、熱エ
    ネルギーを発生する発熱抵抗素子であり、前記液体に前
    記熱エネルギーを付与することで前記液体に状態変化を
    生起させ気泡を形成し、発生した気泡の圧力により前記
    液体を吐出するとともに、前記気泡が最大体積に成長し
    た後の体積減少段階で前記液体を吐出することを特徴と
    する請求項２４に記載の液体吐出ヘッド。
  27. 【請求項２７】 該吐出口部は７μm以上の厚みを有す
    るとともに、前記溝の前記吐出口面における断面積が３
    ０μm2以下であることを特徴とする請求項２２に記載の
    液体吐出ヘッド。
  28. 【請求項２８】 前記吐出口部の前記溝が延在する面に
    対する吐出される液体の濡れ性が、前記吐出口を形成す
    る面に対する前記液体の濡れ性に対して相対的に優れて
    いることを特徴とする請求項２２に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
  29. 【請求項２９】 液体を吐出するための吐出口を備える
    吐出口部と、 該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
    くための液流路と、 該液流路に設けられて前記吐出口から液体を吐出するた
    めに利用される吐出エネルギー発生手段とを有した液体
    記録ヘッドの、前記吐出口を形成する面に付着した液体
    による突然不吐防止方法であって、 前記液体の吐出方向に延在する溝が前記吐出口部に設け
    られており、 前記エネルギー発生手段により前記吐出口から液体を吐
    出後に、前記液流路の液体が前記溝内に吸い上げられる
    工程と、 前記吐出口を形成する面に付着した液体が前記溝内に引
    き込まれる工程と、 前記溝内で前記液流路の液体と前記吐出口を形成する面
    に付着した液体とが接触することで、前記吐出口を形成
    する面に付着した液体が前記吐出口を塞ぐことなく前記
    液流路側へ移動する工程とを有することを特徴とする液
    体吐出ヘッドの突然不吐防止方法。
  30. 【請求項３０】 前記溝に、一時的に液体を保持可能な
    液体保持領域を備えるとともに、該領域に一時的に液体
    を保持する工程を有することを特徴とする請求項２９に
    記載の液体吐出ヘッドの突然不吐防止方法。
  31. 【請求項３１】 前記吐出口の中心に対して分散して前
    記溝を複数有することを特徴とする請求項２９に記載の
    液体吐出ヘッドの突然不吐防止方法。
  32. 【請求項３２】 液体を吐出するための吐出口を備える
    吐出口部と、 該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
    くための液流路と、 該液流路に設けられて前記吐出口から液体を吐出するた
    めに利用される吐出エネルギー発生手段とを有する液体
    吐出ヘッドにおいて、 前記吐出口部はエッチングにより形成されるとともに、 前記吐出口の中心に対して分散した、前記液体の吐出方
    向に延在する複数の溝が前記吐出口部に設けられている
    ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
  33. 【請求項３３】 該吐出口部は７μm以上の厚みを有す
    るとともに、前記溝の前記吐出口面における断面積が３
    ０μm2以下であることを特徴とする請求項３２に記載の
    液体吐出ヘッド。
  34. 【請求項３４】 前記溝の前記液流路側の端部に、該溝
    の頂部側から基部側へ突出する微小突起部を備えること
    を特徴とする請求項３２に記載の液体吐出ヘッド。
  35. 【請求項３５】 前記溝は、前記吐出口を有する面に沿
    った断面による開口部断面積が、前記吐出口側から前記
    液流路側へ増加するようなテーパ形状を有していること
    を特徴とする請求項３２に記載の液体吐出ヘッド。
  36. 【請求項３６】 前記溝の頂部および基部が、それぞれ
    微小曲面をなすことを特徴とする請求項３２に記載の液
    体吐出ヘッド。
  37. 【請求項３７】 前記溝の前記吐出口側端部は、該溝の
    頂部近傍の領域が前記吐出口面の他の領域に比べて、相
    対的に液体の吐出方向に対して凹形状をなすことを特徴
    とする請求項３２に記載の液体吐出ヘッド。
  38. 【請求項３８】 液体を吐出するための吐出口を備える
    吐出口部と、 該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
    くための液流路と、 該液流路に設けられて前記吐出口から液体を吐出するた
    めに利用される吐出エネルギー発生手段とを有する液体
    吐出ヘッドの製造方法において、 前記吐出口の中心に対して分散した複数の起部と伏部と
    を備えた吐出口形成用マスクを用いて、前記吐出口部お
    よび前記液体の吐出方向に延在する複数の溝をエッチン
    グで形成するエッチング工程を有することを特徴とする
    液体吐出ヘッドの製造方法。
  39. 【請求項３９】 前記エッチング工程の前に、前記吐出
    口部を形成する部材の表面に撥水層を設ける工程を有す
    るとともに、前記エッチング工程において前記吐出口部
    を形成する部材とともに前記撥水層を吐出口の形状に対
    応して除去することを特徴とする請求項３８に記載の液
    体吐出ヘッドの製造方法。
  40. 【請求項４０】 前記エッチング工程において、溝の前
    記液流路側の端部に、該溝の頂部側から基部側へ突出す
    る微小突起部を形成する工程を有することを特徴とする
    請求項３８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  41. 【請求項４１】 前記エッチング工程において、前記吐
    出口を有する面に沿った断面による開口部断面積が、前
    記吐出口側から前記液流路側へ増加するようなテーパ形
    状の溝を形成することを特徴とする請求項３８に記載の
    液体吐出ヘッドの製造方法。
  42. 【請求項４２】 前記エッチング工程において、前記溝
    の前記吐出口側端部を、該溝の頂部近傍の領域が前記吐
    出口面の他の領域に比べて、相対的に液体の吐出方向に
    対して凹形状をなすように形成することを特徴とする請
    求項３８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
  43. 【請求項４３】 液体を吐出するための吐出口を備える
    吐出口部と、 該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
    くための液流路と、 該液流路の前記吐出口に対向する位置に設けられて前記
    吐出口から液体を吐出するために利用される熱エネルギ
    ーを発生する発熱抵抗素子と、 前記液流路に液体を供給するための液室とを有し、前記
    液体に前記熱エネルギーを付与することで前記液体に状
    態変化を生起させ気泡を形成し、発生した気泡の圧力に
    より前記液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、 該吐出口と発熱抵抗素子との間の液流路は、前記液室へ
    向かう方向を除いて該流路の側壁を形成する壁面により
    囲まれているとともに、 前記液室に向かう方向にその頂部を有する、前記液体の
    吐出方向に延在する溝を備えることを特徴とする液体吐
    出ヘッド。
  44. 【請求項４４】 液体を吐出するための吐出口を備える
    吐出口部と、 該吐出口部に連通するとともに前記吐出口部に液体を導
    くための液流路と、 該液流路の前記吐出口に対向する位置に設けられて前記
    吐出口から液体を吐出するために利用される熱エネルギ
    ーを発生する発熱抵抗素子と、 前記液流路に液体を供給するための液室とを有し、前記
    液体に前記熱エネルギーを付与することで前記液体に状
    態変化を生起させ気泡を形成し、発生した気泡の圧力に
    より前記液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、 該吐出口と発熱抵抗素子との間の液流路は、前記液室へ
    向かう方向を除いて該流路の側壁を形成する壁面により
    囲まれているとともに、 前記流路の側壁を形成する壁面により囲まれている空間
    の隅部に向かう方向にその頂部を有する、前記液体の吐
    出方向に延在する溝を備えることを特徴とする液体吐出
    ヘッド。
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