JP3372765B2 - 液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ、液体吐出装置、記録システム、ヘッドキット、および液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

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ヘッド、液体吐出ヘッドを用
いたヘッドカートリッジ及び液体吐出装置に関し、特
に、気泡の発生を利用して変位する可動部材を有する液
体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドを用いたヘッドカートリ
ッジ及び液体吐出装置に関する。

【０００２】また、本発明は、紙、糸、繊維、布帛、皮
革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス
等の被記録媒体に対し記録を行うプリンタ、複写機、通
信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有する
ワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複
合的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明で
ある。

【０００３】なお、本発明における、「記録」とは、文
字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与
することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像
を付与することをも意味する。

【０００４】

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

【０００５】この様な記録方法によれば、品位の高い画
像を高速、低騒音で記録することができると共に、この
記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐出
口を高密度に配置することができるため、小型の装置で
高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得る
ことができるという多くの優れた点を有している。この
ため、このバブルジェット記録方法は近年、プリンタ
ー、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利
用されており、さらに、捺染装置等の産業用システムに
まで利用されるようになってきている。

【０００６】このようにバブルジェット技術が多方面の
製品に利用されるに従って、次のような様々な要求が近
年さらにたかまっている。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】この流路形状の内、流路構造として図３８
（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１０１２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。

【００１０】図３８（ａ），（ｂ）に示す発明は、発熱
素子１００２が形成する気泡の発生領域よりも離れ且
つ、発熱素子１００２に関して吐出口１０１１とは反対
側に位置する弁１０１０を開示する。

【００１１】図３８（ｂ）においては、この弁１０１０
は、板材等を利用する製造方法によって、流路１００３
の天井に貼り付いたように初期位置を持ち、気泡の発生
に伴って流路１００３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１
０１０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。

【００１２】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流路１００３内部に、気泡が発生し
た際を検討するとわかるように、弁１０１０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。

【００１３】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。このバック波が流路
１００３内に発生した時点では、図３８（ａ）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流路
１００３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。

【００１４】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。

【００１５】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号公
報、特開昭５５−８１１７２号公報、米国特許第４，４
８０，２５９号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。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３８
に示した従来例のように、気泡形成時のバック波を防止
する弁機構を有するヘッドは、上流側に伝達されるバッ
ク波を防止する分、液体の吐出効率を向上できるもの
の、このような構成は、発泡時に発生する吐出力の内、
あくまでも上流側に逃げようとする分だけの逃げを防止
するものであり、さらに大きな吐出効率の向上、吐出力
の向上を達成するためには、必ずしも充分な構成ではな
い。

【００１７】また、上述のように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
まう虞れがあった。

【００１８】上述のように、近年、バブルジェット技術
を用いた多方面への展開が成されつつあるが、これに対
して、粘度や熱的性質を含む吐出液体の特性の選択の自
由度を広げ、良好な吐出を行なうことができる液体吐出
ヘッド等が望まれている。

【００１９】そこで発明者達のうちの一部は、液滴吐出
の原理に立ち返り、従来では得られなかった気泡を利用
した新規な液滴吐出方法及びそれに用いられるヘッド等
を提供すべく鋭意研究を行った。

【００２０】その結果、液路中の可動部材の支点と自由
端の配置関係を吐出口側つまり下流側に自由端が位置す
る関係にすること、また可動部材を発熱体もしくは、気
泡発生領域に面して配することで積極的に気泡を制御す
る全く新規な技術を確立するに至った。

【００２１】つぎに、気泡自体が吐出量に与えるエネル
ギーを考慮すると気泡の下流側の成長成分を考慮するこ
とが吐出特性を格段に向上できる要因として最大である
との知見に至った。つまり、気泡の下流側の成長成分を
吐出方向へ効率よく変換させることこそ吐出効率、吐出
速度の向上をもたらすことも判明した。このことから、
発明者らは気泡の下流側の成長成分を積極的に可動部材
の自由端側に移動させるという従来の技術水準に比べ極
めて高い技術水準に至った。

【００２２】さらに、気泡を形成するための発熱領域、
例えば電気熱変換体の液体の流れ方向の面積中心を通る
中心線から下流側、あるいは、発泡を司る面における面
積中心等の気泡下流側の成長にかかわる可動部材や液流
路等の構造的要素を勘案することも好ましいということ
が判った。

【００２３】また、一方、可動部材の配置と液供給路の
構造を考慮することで、リフィル速度を大幅に向上する
ことができることが判った。

【００２４】このように、出願人及び本発明者達のうち
の一部は、前述した画期的な発明を出願しているが、本
発明者達は、この発明によってより好ましい着想を想起
するに至った。

【００２５】即ち、本発明者達が認識した点は、発熱体
が形成された基板と、発熱体に面する可動部材との間隔
において、吐出力を液体に付与した気泡が消滅すると、
新たな液体の供給が必要となるが、吐出力を向上させる
ために基板と可動部材の間隔を上流の液室側から気泡発
生領域まで一定のままで狭くすると流抵抗が増えて、よ
り高速な液体の供給が行なえないという不具合が見られ
たことである。

【００２６】本発明の主たる目的は以下の通りである。

【００２７】本発明の第１の目的は、可動部材と基板と
の間隔に着目、改善することによって、可動部材を有す
る先の技術をより有効に活用し、高い吐出力と吐出効率
でもって高速駆動ができる液体吐出ヘッドおよびこれを
用いた液体吐出装置を提供することにある。

【００２８】上記の第１の目的に加えて、第２の目的
は、吐出効率、吐出力の向上を図りつつ、発熱体上の液
体への蓄熱を大幅に軽減できると共に、発熱体上の残留
気泡の低減を図ることで、良好な液体の吐出を行ないう
る液体吐出ヘッドおよびこれを用いた液体吐出装置を提
供することにある。

【００２９】本発明の第３の目的は、バック波による液
体供給方向とは逆方向への慣性力が働くのを抑えると同
時に、可動部材の弁機能によってメニスカス後退量を低
減させることで、リフィル周波数を高め、印字スピード
等を向上させた液体吐出ヘッドおよびこれを用いた液体
吐出装置を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、液体を吐出する吐出口と、液体に気泡を発
生させる発熱体が設けられた気泡発生領域と、該気泡発
生領域を介して前記発熱体に面して配され、第１の位置
と該第１の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第２の
位置との間を変位可能な可動部材とを有し、該可動部材
と前記発熱体を含む平面との間隔は前記気泡発生領域に
て該気泡発生領域の上流側より狭くなっており、前記気
泡発生領域での気泡の発生に基づく圧力によって、前記
第１の位置から前記第２の位置へ変位すると共に、前記
可動部材の変位によって前記気泡を吐出口に向かう方向
の上流よりも下流に大きく膨張させることで液体を吐出
する液体吐出ヘッドである。

【００３１】また、本発明は、液体を吐出する吐出口
と、液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる
発熱体と該発熱体に沿った該発熱体より上流側から前記
発熱体上に液体を供給するための供給路とを有する液流
路と、前記発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を
有し前記気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を
変位させて前記圧力を吐出口側に導く可動部材とを有
し、前記可動部材は前記発熱体を含む平面に対する間隔
が変化するように支持され、前記間隔は前記発熱体によ
って発生する気泡の発生領域にて該発生領域の上流側よ
り狭くなっている液体吐出ヘッドや、液体を吐出する吐
出口と、液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生さ
せる発熱体と、前記発熱体に面して設けられ吐出口側に
自由端を有し前記気泡の発生による圧力に基づいて前記
自由端を変位させて前記圧力を吐出口側に導く可動部材
と、前記可動部材の前記発熱体に近い面に沿った上流側
から前記発熱体上に液体を供給する供給路とを有し、前
記可動部材は前記発熱体を含む平面に対する間隔が変化
するように支持され、前記間隔は前記発熱体によって発
生する気泡の発生領域にて該発生領域の上流側より狭く
なっている液体吐出ヘッドや、吐出口に連通した第１の
液流路と、液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生
させる気泡発生領域を有する第２の液流路と、前記第１
の液流路と前記気泡発生領域との間に配され、吐出口側
に自由端を有し、前記気泡発生領域内での気泡の発生に
よる圧力に基づいて該自由端を前記第１の液流路側に変
位させて前記圧力を前記第１の液流路の吐出口側に導く
可動部材とを有し、前記可動部材は前記発熱体を含む平
面に対する間隔が変化するように支持され、前記間隔は
前記発熱体によって発生する気泡の発生領域にて該発熱
領域の上流側より狭くなっている液体吐出ヘッドであ
る。

【００３２】前記可動部材に面した位置には発熱体が設
けられており、該可動部材と該発熱体との間が前記気泡
発生領域である。

【００３３】そして、前記可動部材の支点が前記発熱体
の直上から外れた位置に配されており、前記可動部材の
前記支点となる部分の方が前記気泡発生領域に面する部
分よりも高く、前記可動部材において前記気泡発生領域
に面する部分と前記可動部材の前記支点となる部分との
間が斜面部になっていることや、前記可動部材は前記気
泡発生領域を含む流路域よりも上流側の方が高くなるよ
うに支持されていることを本発明は特徴とする。

【００３４】また、本発明は、液体を吐出するための複
数の吐出口と、それぞれの吐出口に対応して直接連通す
る複数の第１の液流路を構成するための複数の溝と、前
記複数の第１の液流路に液体を供給するための第１の共
通液室を構成する凹部とを一体的に有する溝付き部材
と、液体に熱を与えることで液体に気泡を発生させるた
めの複数の発熱体が配された平滑な素子基板と、前記溝
付き部材と前記素子基板との間に配され、前記発熱体に
対応した第２の液流路の壁の一部を構成すると共に、前
記発熱体に面した位置に前記気泡の発生に基づく圧力に
よって前記第１の液流路側に変位する可動部材とを具備
した分離壁とを有し、前記分離壁は前記素子基板に対す
る間隔が変化するように支持され、前記間隔は前記発熱
体によって発生する気泡の発生領域にて該発生領域の上
流側より狭くなっている液体吐出ヘッドをも含む。

【００３５】そして、上記の液体吐出ヘッドと、該液体
吐出ヘッドに供給される液体を保持する液体容器とを有
するヘッドカートリッジや、前記液体吐出ヘッドと、前
記液体容器とは分離可能であるヘッドカートリッジも本
発明は含む。

【００３６】また、上記の液体吐出ヘッドと、該液体吐
出ヘッドから液体を吐出させるための駆動信号を供給す
る駆動信号供給手段、あるいは該液体吐出ヘッドから吐
出された液体を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体
搬送手段と、を有する液体吐出装置に本発明は含む。

【００３７】また、上記の液体吐出装置と、記録後の被
記録媒体に対して、前記液体の定着を促す後処理装置、
あるいは前記液体の定着を増すための前処理装置とを有
する記録システムも本発明は含む。

【００３８】また、上記の液体吐出ヘッドと、該液体吐
出ヘッドに供給される液体を保持した液体容器と、を内
包したヘッドキットも本発明は含む。

【００３９】さらに、吐出口に連通する第１の液流路を
構成する第１凹部と、該第１凹部に対して変位可能な可
動部材と、該可動部材を変位させるための第２の液流路
を構成する第２凹部と、該第２凹部に対応して配された
吐出エネルギ発生手段とを備えた液体吐出ヘッドの製造
方法であって、前記吐出エネルギ発生手段を備えた素子
基板上に前記第２凹部を構成する壁を形成した後、前記
可動部材に折れ曲がり部もしくは斜面部を設けて少なく
とも前記吐出エネルギ発生手段との間隔が最も狭くなる
ように前記第２凹部に前記可動部材および前記第１凹部
を備えた部材を順次接合する工程を有する製造方法や、
吐出口に連通する第１の液流路を構成する第１凹部と、
該第１凹部に対して変位可能な可動部材を有する分離壁
と、該分離壁の可動部材を変位させるための液体を収納
する第２の液流路を構成する第２凹部と、該第２凹部に
対応して配された吐出エネルギ発生手段とを備えた液体
吐出ヘッドの製造方法であって、前記吐出エネルギ発生
手段を備えた素子基板上に前記第２凹部を構成する壁を
形成した後、前記分離壁に折れ曲がり部もしくは斜面部
を設けて少なくとも前記吐出エネルギ発生手段との間隔
が最も狭くなるように前記第２凹部に前記可動部材およ
び前記第１凹部を備えた部材を順次接合する工程を有す
る製造方法も本発明は含む。

【００４０】上記のとおりに構成された発明では、素子
基板に対する可動部材もしくは可動部材を有する分離壁
の間隔を発熱体を含む平面に対して変化させ、かつ気泡
発生領域において最も狭くしていることにより、吐出力
を低下させることなく、気泡消泡時に気泡発生領域に液
体が流れ込む際の流れ抵抗は小さくなり、高速で駆動す
る場合において、気泡発生領域への液体の供給が速やか
に行なわれ、リフィル不足を生じることなく、高速駆動
が可能となる。また、２液路形態のノズルが多い、いわ
ゆるフルラインヘッドのような構成において発泡液の供
給源を１ヘッド内に複数箇所設けることが難しい場合に
おいても発泡液の共通液室部の基板との間隔を高くする
ことで容積をとれる上、液の流れを妨げることがなくな
るため、安定した吐出を連続して行なうことが可能とな
る。

【００４１】加えて、極めて新規な吐出原理に基づく本
発明の液体吐出ヘッド等によると、発生する気泡とこれ
によって変位する可動部材との相乗効果を得ることがで
き、吐出口近傍の液体を効率よく吐出できるため、従来
のバブルジェット方式の吐出方法、ヘッド等に比べて、
吐出効率を向上できる。例えば本発明の最も好ましい形
態においては２倍以上という飛躍的な吐出効率の向上を
達成できた。

【００４２】この発明の特徴的な構成によれば、低温や
低湿で長期放置を行った場合であっても不吐出になるこ
とを防止でき、仮に不吐出になっても、予備吐出や吸引
回復といった回復処理をわずかに行うだけで正常状態に
即座に復帰できる利点もある。

【００４３】具体的には６４個の吐出口を持つ従来のバ
ブルジェット方式のヘッドの大半が不吐出になるような
長期放置条件においても、本発明のヘッドでは約半分以
下の吐出口が吐出不良になるだけである。また、これら
のヘッドを予備吐出で回復した場合、各吐出口に対して
従来ヘッドで数千発の予備吐出を行う必要があったが、
本発明では１００発程度の予備吐出で回復を行うだけで
十分であった。これは、回復時間の短縮や回復による液
体の損失を低減でき、ランニングコストも大幅に下げる
ことが可能であることを意味する。

【００４４】また、特に本発明のリフィル特性を向上し
た構成によれば、連続吐出時の応答性、気泡の安定成
長、液滴の安定化を達成して、高速液体吐出による高速
記録また高画質記録を可能にすることができた。

【００４５】本発明のその他の効果については、各実施
例の記載から理解される。

【００４６】なお、本発明の説明で用いる「上流」「下
流」とは、液体の供給源から気泡発生領域（又は可動部
材）を経て、吐出口へ向かう液体の流れ方向に関して、
又はこの構成上の方向に関しての表現として表されてい
る。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】さらに、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。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００５１】（第１の実施の形態）まず、本形態では、
液体を吐出するための、気泡に基づく圧力の伝搬方向や
気泡の成長方向を制御することで吐出力や吐出効率の向
上を図る場合の例を説明する。

【００５２】図１は、本発明の液体吐出ヘッドの一例を
示す模式断面図であり、図２は、本発明の液体吐出ヘッ
ドの部分破断斜視図である。

【００５３】本形態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（本形態においては４０μ
ｍ×１０５μｍの形状の発熱抵抗体）が平滑な素子基板
１に設けられており、素子基板１上に発熱体２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１８か
ら吐出された液体に見合う量の液体をこの共通液室１３
から受け取る。

【００５４】液流路１０の素子基板１上には、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、板状の可動部材３１が片持梁状に設けられて
おり、可動部材３１の一端は液流路１０の壁や素子基板
１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３１は保持されると共に支点（支点部分）３３
を構成している。また、素子基板１に対し可動部材３１
の間隔が変化しており、その間隔は気泡発生領域１１に
おいて最も狭くなっている。

【００５５】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）３
３を持ち、支点３３に対して下流側に支点３３の高さよ
り低い自由端（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２
から１５μｍ程度の距離を隔てると共に、変曲点を有し
てその１５μｍの間隔よりも共通液室側の方の間隔を高
くして配されている。発熱体２と可動部材３１との間が
気泡発生領域１１となり、気泡発生領域１１を含む流路
域よりも共通液室１３側の方が高くなっている。なお、
発熱体２及び可動部材３１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。ま
た、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。

【００５６】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、液体に米国特許４，７２３，１２９号公報に記載さ
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。気泡４０の発生に基づく圧力と気泡４０は可動部材
３１に優先的に作用し、可動部材３１は、図１（ｂ），
（ｃ）もしくは図２で示されるように支点３３を中心に
吐出口１８側に大きく開くように変位する。可動部材３
１の変位若しくは変位した状態によって気泡４０の発生
に基づく圧力の伝搬や気泡４０自身の成長が吐出口１８
側に導かれる。

【００５７】ここで、本発明における吐出原理の一つを
説明する。

【００５８】本発明において重要な原理の１つは、気泡
４０に対面するように配された可動部材３１が気泡４０
の圧力あるいは気泡４０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４０の発生に伴
う圧力や気泡４０自身を吐出口１８が配された下流側へ
導くことである。

【００５９】この原理を従来の液流路構造と比較してさ
らに詳しく説明する。

【００６０】図３は、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り、図４は、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。な
お、ここでは吐出口方向への圧力の伝搬方向をＶ_A、上
流側への圧力の伝搬方向をＶ_Bとして示した。

【００６１】図３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Ｖ ₁は吐
出方向Ｖ_Aの方向に最も近いため効率よく働き、逆にＶ₄
はＶ_Aに向かう方向成分は比較的少ない。

【００６２】これに対して、図４で示される本発明の場
合には、可動部材３１が図３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、Ｖ_A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。

【００６３】次に図１に戻って、本形態の液体吐出ヘッ
ドの吐出動作について詳しく説明する。

【００６４】図１（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２
が熱を発生する前の状態である。

【００６５】ここで重要なことは、可動部材３１が、発
熱体２の発熱によって発生した気泡に対し、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３１に作
用するように、液流路構造上では少なくとも発熱体２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。

【００６６】図１（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４０を発生させた状態である。

【００６７】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１８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３１の少なくとも一部を発熱体２の下流部分すな
わち気泡４０の下流部分に対面させることである。

【００６８】図１（ｃ）は、気泡４０がさらに成長した
状態であるが、気泡４０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４０は、上
流より下流に大きく成長すると共に可動部材３１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の圧力伝搬方向や堆積移動
のしやすい方向、すなわち自由端側への気泡４０の成長
方向を吐出口１８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３１は気
泡４０や発泡圧を吐出口１８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４０の成長方向
を制御することができる。

【００６９】図１（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。

【００７０】第２の位置まで変位していた可動部材３１
は、気泡４０の収縮による負圧と可動部材３１自身のば
ね性による復元力によって図１（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４０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１３側から流れのＶ_D1、Ｖ_D2のように、また、
吐出口１８側から流れのＶ_cのように液体が流れ込んで
くる。

【００７１】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、本発明の
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。

【００７２】図１を用いて本発明における液供給メカニ
ズムをさらに詳しく説明する。

【００７３】図１（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１１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。）。

【００７４】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。

【００７５】これに対して本形態においては、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３１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Ｖ_D2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。

【００７６】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１６の上流側（Ｖ_D2）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。

【００７７】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、本形態の高速リフィルにおいては可動部材３
１によって吐出口１８側の第１液流路１４の領域と、気
泡発生領域１１との吐出口１８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。

【００７８】このように本発明は、第２流路１６の液供
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。

【００７９】本発明の構成においては、さらに次のよう
な有効な機能を兼ね備えている。

【００８０】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１３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。

【００８１】本発明においては、まず可動部材３１を設
けたこと、および可動部材３１において気泡発生領域１
１よりも共通液室１３側の方の素子基板１との間隔が高
くなっていること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。

【００８２】次に、本形態の更なる特徴的な構造と効果
について、以下に説明する。

【００８３】本形態における第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、Ｖ_D2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、本形態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２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２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。

【００８４】また、気泡発生領域１１への液体の供給
は、可動部材３１の側部（スリット３５）を介してＶ_D1
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１８に導くために図１で示すように
気泡発生領域１１の全体を覆う（発熱体面を覆う）よう
に大きな可動部材３１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１
４の吐出口１８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Ｖ_D1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、本発明
のヘッド構造においては、気泡発生領域１１に液体を供
給するための流れＶ_D2があるため、液体の供給性能が非
常に高くなり、可動部材３１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採っても、液体の供
給性能を落とすことがない。

【００８５】図５は、本発明の液体の流れを説明するた
めの模式図である。

【００８６】可動部材３１の自由端３２と支点３３の位
置は、例えば図５で示されるように、自由端３２が相対
的に支点３３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１８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し高速にリフィルで
きるという効果を達成している。これは図５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３２と支点３３とを配置してい
るためである。

【００８７】補足すれば、本形態の図１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２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４０を可動部材３１が受け、この圧力及び
気泡４０を吐出口１８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。

【００８８】さらに、加えて気泡４０の上流側をも利用
して多くの効果を得ている。

【００８９】また、本形態の構成においては可動部材３
１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。

【００９０】また本形態は、可動部材と素子基板の間隔
が気泡発生領域に比べ共通液室側の方が大きくなってい
ることにより、気泡消泡時に気泡発生領域に液体が流れ
込む際の流れ抵抗が小さくなり高速な液体供給を実現で
きる。

【００９１】（第２の実施の形態）図６は、本発明の第
２の実施の形態における液体吐出ヘッドの部分破断斜視
図である。

【００９２】図６において、Ａは可動部材３１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３
１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、気泡発生領域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）。

【００９３】図６における可動部材３１は土台３４を側
部に２点設け、その間に液供給路１２を設けている。こ
れにより、可動部材３１の発熱体２側の面に沿って、ま
た、発熱体２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。

【００９４】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３１
の自由端側に集中的に作用させることができる。

【００９５】また、消泡時には、可動部材３１は第１位
置に戻り、発熱体２上への消泡時の液供給は気泡発生領
域１１の吐出口１８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、先の実施の形態で説明した種
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の形態と同様の機能、効果を得
ることができる。特に、可動部材３１と素子基板１の間
隔が気泡発生領域に比べ共通液室側の方が大きくなって
いることにより、気泡消泡時に気泡発生領域に液体が流
れ込む際の流れ抵抗を小さくできるので、高速な液体供
給を実現できる。

【００９６】また、本形態においては、図２や図６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。

【００９７】なお、本形態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。

【００９８】（第３の実施の形態）図７は、本発明の第
３の実施の形態における液体吐出ヘッドの部分破断斜視
図である。

【００９９】図７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３１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した図である。

【０１００】前述の実施の形態の多くは、可動部材３１
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３１の移動と同時に気泡の移動を吐出口１
８側に集中させることを達成している。

【０１０１】これに対して、本形態は、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１８側である気泡の下流側部分を可動部材３１の自由
端側で規制するものである。

【０１０２】構成上で説明すると、図７では、前述の図
２（第１の実施の形態）に比較すると、図２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（図の斜線部分）が本形態では設けら
れていない。つまり、可動部材３１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、この構成が本形態であ
る。

【０１０３】本形態では、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３のＶ₂，Ｖ₃，Ｖ₄の分力）を可動部材３１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の形態と
同様に向上する。前記実施の形態に比較して本形態は、
発熱体２の駆動に対する応答性が優れている。

【０１０４】また、本形態は、構造上簡単であるため製
造上の利点がある。

【０１０５】本形態施例の可動部材３１の支点部は、可
動部材３１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。

【０１０６】また、可動部材３１と素子基板１の間隔が
気泡発生領域に比べ共通液室側の方が高くなっているこ
とにより、気泡消泡時に気泡発生領域に液体が流れ込む
際の流れ抵抗が小さくなり高速な液体供給を実現でき
る。

【０１０７】液体の供給時におけるリフィルは、本形態
の場合には、可動部材３１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。

【０１０８】本形態の変形例としては、可動部材３１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３
１の側方へ向かう圧力をも先に説明した気泡の吐出口１
８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。

【０１０９】（第４の実施の形態）前述した機械的変位
による液体の吐出力をさらに向上させた例を、本形態で
説明する。

【０１１０】図８は、本発明の第４の実施の形態におけ
る液体吐出ヘッドの断面図である。

【０１１１】図８においては、可動部材３１の自由端３
２の位置が発熱体２のさらに下流側に位置するように、
可動部材３１が延在している。これによって自由端３２
位置での可動部材３１の変位速度を高くすることがで
き、可動部材３１の変位による吐出力の発生をさらに向
上させることができる。

【０１１２】また、自由端３２が先の実施の形態に比較
して吐出口１８側に近づくことになるので気泡４０の成
長をより安定した方向成分に集中できるので、より優れ
た吐出を行うことができる。

【０１１３】また、気泡４０の圧力中心部の気泡成長速
度に応じて、可動部材３１は変位速度Ｒ１で変位する
が、この位置より支点３３に対して、遠い位置の自由端
３２はさらに速い速度Ｒ２で変位する。これにより、自
由端３２を高い速度で機械的に液体に作用せしめ液移動
を起こさせることで吐出効率を高めている。

【０１１４】また、自由端形状は、図７と同じように液
流れに対して垂直な形状をすることにより、気泡４０の
圧力や可動部材３１の機械的な作用をより効率的に吐出
に寄与させることができる。

【０１１５】また、可動部材３１と素子基板１の間隔が
気泡発生領域に比べ共通液室側の方が高くなっているこ
とにより、気泡消泡時に気泡発生領域に液体が流れ込む
際の流れ抵抗が小さくなり高速な液体供給を実現でき
る。

【０１１６】（第５の実施の形態）本形態においても主
たる液体の吐出原理については先の実施の形態と同じで
あるが、本形態においては、液流路を複流路構成にする
ことで、さらに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）とを分ける
ことができるものである。

【０１１７】図９は、本発明の第５の実施の形態におけ
る液体吐出ヘッドの断面図であり、図１０は、本発明の
第５の実施の形態における液体吐出ヘッドの部分破断斜
視図である。

【０１１８】本形態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。

【０１１９】第１液流路１４の上流側は、複数の第１液
流路１４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１６の上流側は、複数の第２
液流路１６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。

【０１２０】但し、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。

【０１２１】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１４と第２液流路１６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３０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３
０に完全分離の機能を持たせなくてもよい。

【０１２２】発熱体２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９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３０は、スリ
ット３５によって吐出口１８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。支点３
３はスリット３５の根元となっている。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１４側の吐出口１
８側に向けて開口するように動作する（図中矢印方
向）。図１０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１６を
構成する空間を介して分離壁３０が配置されている。

【０１２３】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、先の実施の
形態と同様にしている。特に、気泡発生領域を含む流路
域に面する素子基板１に対する可動部材の高さに比べ第
２共通液室１７側の方が高くなってることにより、気泡
消泡時に気泡発生領域に液体が流れ込む際の流れ抵抗が
小さくなり高速な液体供給を実現できる。

【０１２４】また、先の実施の形態で液供給路１２と発
熱体２との構造の関係について説明したが、本形態にお
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。

【０１２５】次に、本形態の液体吐出ヘッドの動作につ
いて説明する。

【０１２６】図１１は、可動部材の動作を説明するため
の図である。

【０１２７】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。

【０１２８】発熱体２が発生した熱が、第２液流路１６
の気泡発生領域内の発泡液に作用することで、先の実施
の形態で説明したのと同様に発泡液に米国特許４，７２
３，１２９号公報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。

【０１２９】本形態においては、気泡発生領域１１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３１側に集中して伝搬し、気泡４０の成長をともな
って可動部材３１が図１２（ａ）の状態から図１２
（ｂ）のように第１液流路１４側に変位する。この可動
部材３１の動作によって第１液流路１４と第２液流路１
６とが大きく連通し、気泡４０の発生に基づく圧力が第
１液流路１４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３１の機
械的変位によって液体が吐出口から吐出される。

【０１３０】次に、気泡が収縮するに伴って可動部材３
１が図１２（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。本形態においても、この吐出液
体の供給は前述の実施の形態と同様に、可動部材３１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
３１で妨げることがない。また、可動部材３１と素子基
板１の間隔が気泡発生領域に比べ共通液室側の方が高く
なっていることにより、気泡消泡時に気泡発生領域に液
体が流れ込む際の流れ抵抗が小さくなり高速な液体供給
を実現できる。

【０１３１】本形態は、可動部材３１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先の第１の実施の形
態等と同じであるが、本形態のような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。

【０１３２】すなわち、上述の形態の構成によると、吐
出液と発泡液とを別液体とし、発泡液の発泡で生じた圧
力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１６に供給することで良好に吐出させることができ
る。

【０１３３】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。

【０１３４】さらに、本発明のヘッドの構造においては
先の実施の形態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。

【０１３５】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１４に吐出液として供給し、第２
の液流路１６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。

【０１３６】（その他の実施の形態）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の形態につい
て説明を行ったが、以下に、これらの実施の形態に好ま
しく適用できる実施態様例について図面を用いて説明す
る。但し、以下の説明においては前述の１流路形態の実
施の形態と２流路形態の実施の形態のいずれかを取り上
げて説明する場合があるが特に記載しない限り、両形態
に適用しうるものである。

【０１３７】＜液流路の天井形状＞図１２は、可動部材
と第１液流路の構造を説明するための図である。

【０１３８】図１２に示すように、第１液流路１３（若
しくは図１における液流路１０）を構成するための溝が
設けられた溝付き部材５０が分離壁３０上に設けられて
いる。本形態においては、可動部材の自由端３２位置近
傍の流路天井の高さが高くなっており、可動部材の動作
角度θをより大きく取れるようにしている。この可動部
材の動作範囲は、液流路の構造、可動部材の耐久性や発
泡力等を考慮して決定すればよいが、吐出口の軸方向の
角度を含む角度まで動作することが望ましいと考えられ
る。

【０１３９】また、この図で示されるように吐出口の直
径より可動部材の自由端の変位高さを高くすることで、
より十分な吐出力の伝達が成される。また、この図で示
されるように、可動部材の自由端３２位置の液流路天井
の高さより可動部材の支点３３位置の液流路天井の高さ
の方が低くなっているため、可動部材の変位よる上流側
への圧力波の逃げがさらに有効に防止できる。

【０１４０】＜第２液流路と可動部材との配置関係＞図
１３は、可動部材と液流路の構造を説明するための図で
あり、（ａ）は分離壁３０及び可動部材３１近傍を上方
から見た図、（ｂ）は分離壁３０を外した第２液流路１
６を上方から見た図、（ｃ）は可動部材６と第２液流路
１６との配置関係をこれらの各要素を重ねることで模式
的に示した図である。なお、いずれの図も図面下方が吐
出口が配されている前面側である。

【０１４１】本形態の第２の液流路１６は発熱体２の上
流側（ここでの上流側とは第２共通液室側から発熱体位
置、可動部材、第１液流路を経て吐出口に向う大きな流
れの中の上流側のことである）に狭窄部１９を持ってお
り、発泡時の圧力が第２液流路１６の上流側に容易に逃
げることを抑制するような室（発泡室）構造となってい
る。

【０１４２】従来のヘッドのように、発泡する流路と液
体を吐出するための流路とが同じで、発熱体より液室側
に発生した圧力が共通液室側に逃げないように狭窄部を
設けるヘッドの場合には、液体のリフィルを充分考慮し
て、狭窄部における流路断面積があまり小さくならない
構成を採る必要があった。

【０１４３】しかし、本形態の場合、吐出される液体の
多くを第１液流路内の吐出液とすることができ、発熱体
が設けられた第２液流路内の発泡液はあまり消費されな
いようにできるため、第２液流路の気泡発生領域１１へ
の発泡液の充填量は少なくて良い。従って、上述の狭窄
部１９における間隔を数μｍ〜十数μｍと非常に狭くで
きるため、第２液流路で発生した発泡時の圧力をあまり
周囲に逃がすことをさらに抑制でき、集中して可動部材
側に向けることができる。そしてこの圧力を可動部材３
１を介して吐出力として利用することができるため、よ
り高い吐出効率、吐出力を達成することができる。但
し、第２液流路１６の形状は上述の構造に限られるもの
ではなく、気泡発生に伴う圧力が効果的に可動部材側に
伝えられる形状であれば良い。

【０１４４】なお、図１３（ｃ）で示されるように、可
動部材３１の側方は、第２液流路を構成する壁の一部を
覆っており、このことで、可動部材３１の第２液流路へ
の落ち込みが防止できる。これによって、前述した吐出
液と発泡液との分離性をさらに高めることができる。ま
た、気泡のスリットからの逃げの抑制ができるため、さ
らに吐出圧や吐出効率を高めることができる。さらに、
前述の消泡時の圧力による上流側からのリフィルの効果
を高めることができる。

【０１４５】なお、図１１（ｂ）や図１２においては、
可動部材６の第１の液流路１４側への変位に伴って第２
の液流路４の気泡発生領域で発生した気泡の一部が第１
の液流路１４側に延在しているが、この様に気泡が延在
するような第２液流路の高さにすることで、気泡が延在
しない場合に比べ更に吐出力を向上させることができ
る。この様に気泡が第１液流路１４に延在するようにす
るためには、第２液流路１６の高さを最大気泡の高さよ
り低くすることが望ましく、この高さを数μｍ〜３０μ
ｍとすることが望ましい。なお、本形態においてはこの
高さを１５μｍとした。

【０１４６】＜可動部材および分離壁＞図１４は、可動
部材の他の形状を説明するための図であり、（ａ）は長
方形の形状を示す図、（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を示す図、（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
形状を示す図である。

【０１４７】図１４において、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
３１が形成されている。動作の容易性と耐久性が良好な
形状として、図１３（ａ）で示したように、支点側の幅
が円弧状に狭くなっている形態が望ましいが、可動部材
の形状は第２の液流路側に入り込むことがなく、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。

【０１４８】先の実施の形態においては、板状可動部材
３１をおよびこの可動部材を有する分離壁５は厚さ５μ
ｍ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。

【０１４９】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。

【０１５０】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。

【０１５１】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。

【０１５２】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。

【０１５３】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。

【０１５４】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１１，図１２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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】尚、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、５ｃｐ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。

【０１５８】特に、吐出液の粘度を２０ｃｐ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。

【０１５９】次に、このヘッドにおける発熱体と可動部
材の配置関係について、図を用いて説明する。ただし、
可動部材と発熱体の形状および寸法，数は、以下に限定
されるものではない。発熱体と可動部材の最適な配置に
よって、発熱体による発泡時の圧力を吐出圧として有効
に利用することが可能となる。

【０１６０】図１５は、発熱体面積とインク吐出量の関
係を示す図である。

【０１６１】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行うインクジェット記録方法、いわゆ
るバブルジェット記録方法の従来技術においては、図１
５に示すように、発熱体面積とインク吐出量は比例関係
にあるが、インク吐出に寄与しない非発泡有効領域Ｓが
存在していることがわかる。また、発熱体上のコゲの様
子から、この非発泡有効領域Ｓが発熱体の周囲に存在し
ていることがわかる。これらの結果から、発熱体周囲の
約４μｍ幅は、発泡に関与されていないとされている。

【０１６２】したがって、発泡圧を有効利用するために
は、発熱体の周囲から約４μｍ以上内側の発泡有効領域
の直上が可動部材の可動領域で覆われるように、可動部
材を配置するのが効果的であると言える。本形態におい
ては、発泡有効領域を発熱体周囲から約４μｍ以上内側
としたが、発熱体の種類や形成方法によっては、これに
限定されるものではない。

【０１６３】図１６は、可動部材と発熱体との位置関係
を示す図であり、５８×１５０μｍの発熱体２に可動領
域の総面積が異なる可動部材３０１（（ａ）図）、可動
部材３０２（（ｂ）図）を配置したときの上部から見た
模式図である。

【０１６４】可動部材３０１の寸法は、５３×１４５μ
ｍで、発熱体２の面積よりも小さいが、発熱体２の発泡
有効領域と同じ程度の寸法であり、該発泡有効領域を覆
うように、配置されている。一方、可動部材３０２の寸
法は、５３×２２０μｍで発熱体２の面積よりも大きく
（幅寸法を同じにした場合、支点〜可動先端間の寸法が
発熱体の長さよりも長い）、可動部材３０１と同じよう
に発泡有効領域を覆うように配置されている。上記２種
の可動部材３０１、３０２に対し、それらの耐久性と吐
出効率について測定を行った。測定条件は以下の通りで
ある。

【０１６５】 発泡液 ： エタノール４０％水溶液 吐出用インク： 染料インク 電圧 ： ２０．２Ｖ 周波数 ： ３ｋＨｚ この測定条件で実験を行った結果、可動部材の耐久性に
関しては、（ａ）可動部材３０１の方は、１×１０⁷パ
ルス印加したところで可動部材３０１の支点部分に損傷
が見られた。（ｂ）可動部材３０２の方は、３×１０⁸
パルス印加しても、損傷は見られなかった。また、投入
エネルギーに対する吐出量と吐出速度からもとまる運動
エネルギーも約１．５〜２．５倍程度向上することが確
認された。

【０１６６】以上の結果から、耐久性、吐出効率の両面
からみても、発泡有効領域の真上を覆うように可動部材
を設け、該可動部材の面積が発熱体の面積よりも大きい
方が、優れていることがわかる。

【０１６７】図１７は、発熱体のエッジから可動部材の
支点までの距離と、可動部材の変位量の関係を示す図で
あり、図１８は、発熱体２と可動部材３１との配置関係
を側面方向から見た断面構成図である。

【０１６８】発熱体２は４０×１０５μｍのものを用い
た。発熱体２のエッジから可動部材３１の支点３３まで
の距離ｌが大きい程、変位量が大きいことがわかる。し
たがって、要求されるインクの吐出量や吐出液の流路構
造および発熱体形状などによって、最適変位量を求め、
可動部材の支点の位置を決めることが望ましい。

【０１６９】また、可動部材の支点が発熱体の発泡有効
領域直上に位置する場合は、可動部材の変位による応力
に加え、発泡圧力が直接支点に加わるため可動部材の耐
久性が低下してしまう。本発明者の実験によると、発泡
有効領域の真上に支点を設けたものでは、１×１０⁶パ
ルス程度で、可動壁に損傷が生じており、耐久性が低下
してしまうことが分かっている。したがって、可動部材
の支点は、発熱体の発泡有効領域直上外に配置すること
で耐久性がそれ程高くない形状や材質の可動部材であっ
ても実用可能性が高くなる。ただし、前記発泡有効領域
直上に支点がある場合でも形状や材質を選択すれば、良
好に用いることができる。かかる構成において、高吐出
効率および耐久性に優れた液体吐出ヘッドが得られる。

【０１７０】また、可動部材６の第１の液流路１４側へ
の変位に伴って第２の液流路４の気泡発生領域で発生し
た気泡の一部が第１の液流路１４側に延在しているが、
この様に気泡が延在するような可動部材３１の高さにす
ることで、気泡が延在しない場合に比べ更に吐出力を向
上させることができる。この様に気泡が第１液流路１４
に延在するようにするためには、可動部材３１の高さを
最大気泡の高さより低くすることが望ましい。例えば、
気泡を生じさせるための液体の必要体積から発熱体２の
サイズを２３×１４０μｍとした場合、図１８に示す可
動部材３１と発熱体２との間隔ｔは約０．８μｍあれば
良い。しかしながら、単に、素子基板と可動部材、もし
くは可動部材を有する分離壁との間隔を狭めると、共通
液室から気泡発生領域までの供給路の高さも狭くなるこ
とになる。この事は、吐出力を向上させた反面、気泡消
泡時に気泡発生領域に液体が流れ込む際の流れ抵抗を大
きくし、気泡発生領域への液体の供給を妨げ、リフィル
速度を低下させてしまう。

【０１７１】したがって本発明では、素子基板に対する
可動部材もしくは可動部材を有する分離壁の間隔が、気
泡発生領域を含む流路に面する部分よりも共通液室側の
方が高くなっている。その結果、吐出力を低下させるこ
となく、気泡消泡時に気泡発生領域に液体が流れ込む際
の流れ抵抗は小さくなり、高速で駆動する場合におい
て、気泡発生領域への液体の供給が速やかに行なわれ、
リフィル不足を生じることなく、高速駆動が可能とな
る。また、２液路形態でノズルが多い、いわゆるフルラ
インヘッドのような構成において発泡液の供給源を１ヘ
ッド内に複数箇所設けることが難しい場合においても発
泡液の共通液室部の基板との間隔を高くすることで容積
を多くとれる上、液の流れを妨げることがなくなるた
め、安定した吐出を連続して行なうことが可能となる。

【０１７２】このような発熱体を有する素子基板に対す
る間隔を変えた１液路構成の可動部材、もしくは２液路
構成の可動部材を有する分離壁の例を図１９及び図２０
にそれぞれ示す。図１及び図２に示した１液路構成の場
合は図１９の（ａ）に示すように、可動部材３１は折れ
曲がり部位を有して、発熱体２上の気泡発生領域に面す
る部分よりも共通液室側の支持部材３４に支持された部
分が高くなっている。また、可動部材３１は図１９の
（ｂ）に示すように折れ曲がり部位を有して、気泡発生
領域を含む流路域に面する部分よりも共通液室側が高く
なるように支持部材３４で支持されていても良い。さら
には、可動部材３１は図１９の（ｃ）に示すように斜面
部位を有して、気泡発生領域に面する部分よりも共通液
室側が高くなるように支持部材３４で支持されていても
良い。

【０１７３】また、図９及び図１０に示した２液路構成
の場合は図２０の（ａ）に示すように、分離壁３０は折
れ曲がり部位を有して、発熱体２上の気泡発生領域に面
する可動部材３１の部分よりも共通液室側が高くなって
いる。また、分離壁３０は図２０の（ｂ）に示すように
折れ曲がり部位を有して、気泡発生領域を含む流路域に
面する可動部材３１の部分よりも共通液室側が高くなる
ように支持されていても良い。さらには、分離壁３０は
図２０の（ｃ）に示すように斜面部位を有して、気泡発
生領域に面する部分よりも共通液室側が高くなるように
支持されていても良い。

【０１７４】この２液路構成の分離壁において共通液室
側の素子基板に対する間隔を高くする為には図２１に示
すように、所定の部分に折り曲げ部もしくは斜面部を形
成した一枚の分離壁３１を、第２液流路溝を構成する下
流側の壁となる第１の支持部材６０と、この第１の支持
部材６０より高い、第２液流路の上流側で連通する第２
共通液室を構成する溝の壁となる第２の支持部材６１で
支持している。また、図２２に示すように可動部材３１
を有する平面部のみの分離壁３０ａと、折り曲げ部もし
くは斜面部を有する分離壁３０ａとを第２液流路溝を構
成する上流側の壁となる第３の支持部材６２上で接合
し、接合した２つの分離壁を第３の支持部材６２と同じ
高さの第１の支持部材６０とこの第１の支持部材６０よ
りも高い第２の支持部材６１で支持しても良い。

【０１７５】以上のような構成の可動部材、又は可動部
材を有する分離壁は１枚のＮｉプレートを折り曲げて作
製されてもよく、図２３乃至図２５に示す何れかの製造
工程によって作製されても良い。すなわち図２３及び図
２４のように例えばＳＵＳ等の金属基板をエッチングし
て段差や斜面を設け、その上にニッケル等を電鋳させる
ことにより、可動部材、又は可動部材を有する分離壁を
作製する。尚、ＳＵＳ基板に斜面を形成するにはレジス
トをアッシングしながらエッチングすれば良い。

【０１７６】また、図２５は、図２２に示したように気
泡発生領域側の分離壁と共通液室側の分離壁とを別体で
作製する場合の作製工程図である。この場合、まず素子
基板１上に同一高さの第１の支持部材６０と第３の支持
部材６２と、これらより高さの高い第２の支持部材６１
を作製する。そして、素子基板１上の発熱体２による気
泡発生領域を覆うように可動部材３１を有する平板状の
分離壁３０ａを第１の支持部材６０と第３の支持部材６
２とで支持する。その後、分離壁３０ａの折り曲げ部も
しくは斜面部と前記平板状の分離壁３０ａを第３の支持
部材６２上で接着剤６３により接合すると共に、もう一
方の分離壁３０ａの端部を第２の支持部材６１で支持す
る。これにより、発熱体２上の気泡発生領域に面する可
動部材３１の部分よりも共通液室側が高くなっている分
離壁が作製される。

【０１７７】＜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。

【０１７８】図２６は、本発明の液体吐出ヘッドの縦断
面図であり、（ａ）は後述する保護膜があるヘッドを示
す図、（ｂ）は保護膜がないヘッドを示す図である。

【０１７９】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。

【０１８０】素子基板１には、シリコン等の基板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１０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。

【０１８１】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。

【０１８２】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２６（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。

【０１８３】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。

【０１８４】本形態においては、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。

【０１８５】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。

【０１８６】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２７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。

【０１８７】図２７は、駆動パルスの形状を示す模式図
である。

【０１８８】前述の各形態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。

【０１８９】＜２流路構成のヘッド構造＞以下に、第
１、第２の共通液室に異なる液体を良好に分離して導入
でき部品点数の削減を図れ、コストダウンを可能とする
液体吐出ヘッドの構造例について説明する。

【０１９０】図２８は、本発明の液体吐出ヘッドの供給
路を説明するための断面図であり、先の実施の形態と同
じ構成要素については同じ符号を用いており、詳しい説
明はここでは省略する。

【０１９１】本形態においては、溝付き部材５０は、吐
出口１８を有するオリフィスプレート５１と、複数の第
１液流路１４を構成する複数の溝と、複数の液流路１４
に共通して連通し、各第１の液流路３に液体（吐出液）
を供給するための第１の共通液室１５を構成する凹部と
から概略構成されている。

【０１９２】この溝付部材５０の下側部分に分離壁３０
を接合することにより複数の第１液流路１４を形成する
ことができる。このような溝付部材５０は、その上部か
ら第１共通液室１５内に到達する第１液体供給路２０を
有している。また、溝付部材５０は、その上部から分離
壁３０を突き抜けて第２共通液室１７内に到達する第２
の液体供給路２１を有している。

【０１９３】第１の液体（吐出液）は、図２８の矢印Ｃ
で示すように、第１液体供給路２０を経て、第１の共通
液室１５、次いで第１の液流路１４に供給され、第２の
液体（発泡液）は、図２８の矢印Ｄで示すように、第２
液体供給路２１を経て、第２共通液室１７、次いで第２
液流路１６に供給されるようになっている。

【０１９４】本形態では、第２液体供給路２１は、第１
液体供給路２０と平行して配されているが、これに限る
ことはなく、第１共通液室１５の外側に配された分離壁
３０を貫通して、第２共通液室１７に連通するように形
成されればどのように配されてもよい。

【０１９５】また、第２液体供給路２１の太さ（直径）
に関しては、第２液体の供給量を考慮して決められる。
第２液体供給路２１の形状は丸形状である必要はなく、
矩形状等でもよい。

【０１９６】また、第２共通液室１７は、溝付部材５０
を分離壁３０で仕切ることによって形成することができ
る。形成の方法としては、図２９で示す本実施形態の分
解斜視図のように、素子基板上にドライフィルムで共通
液室枠と第２液路壁を形成し、分離壁を固定した溝付部
材５０と分離壁３０との結合体と素子基板１とを貼り合
わせることにより第２共通液室１７や第２液流路１６を
形成してもよい。

【０１９７】本形態では、アルミニュウム等の金属で形
成された支持体７０上に、前述のように、発泡液に対し
て膜沸騰による気泡を発生させるための熱を発生する発
熱体としての電気熱変換素子が複数設けられた素子基板
１が配されている。

【０１９８】この素子基板１上には、第２液路壁により
形成された液流路１６を構成する複数の溝と、複数の発
泡液流路に連通し、それぞれの発泡液路に発泡液を供給
するための第２共通液室（共通発泡液室）１７を構成す
る凹部と、前述した可動壁３１が設けられた分離壁３０
とが配されている。

【０１９９】符号５０は、溝付部材である。この溝付部
材は、分離壁３０と接合されることで吐出液流路（第１
液流路）１４を構成する溝と、吐出液流路に連通し、そ
れぞれの吐出液流路に吐出液を供給するための第１の共
通液室（共通吐出液室）１５を構成するための凹部と、
第１共通液室に吐出液を供給するための第１供給路（吐
出液供給路）２０と、第２の共通液室１７に発泡液を供
給するための第２の供給路（発泡液供給路）２１とを有
している。第２の供給路２１は、第１の共通液室１５の
外側に配された分離壁３０を貫通して第２の共通液室１
７に連通する連通路に繋がっており、この連通路によっ
て吐出液と混合することなく発泡液を第２の共通液室１
５に供給することができる。

【０２００】なお、素子基板１、分離壁３０、溝付天板
５０の配置関係は、素子基板１の発熱体に対応して可動
部材３１が配置されており、この可動部材３１に対応し
て吐出液流路１４が配されている。また、本形態では、
第２の供給路を１つ溝付部材に配した例を示したが、供
給量に応じて複数設けてもよい。さらに吐出液供給路２
０と発泡液供給路２１の流路断面積は供給量に比例して
決めればよい。 このような流路断面積の最適化により
溝付部材５０等を構成する部品をより小型化することも
可能である。

【０２０１】以上説明したように本形態によれば、第２
液流路に第２液体を供給する第２の供給路と、第１液流
路に第１液体を供給する第１の供給路とが同一の溝付部
材としての溝付天板からなることにより部品点数が削減
でき、工程の短縮化とコストダウンが可能となる。

【０２０２】また第２液流路に連通した第２の共通液室
への、第２液体の供給は、第１液体と第２液体を分離す
る分離壁を突き抜ける方向で第２液流路によって行なわ
れる構造であるため、前記分離壁と溝付部材と発熱体形
成基板との貼り合わせ工程が１度で済み、作りやすさが
向上すると共に、貼り合わせ精度が向上し、良好に吐出
することができる。

【０２０３】また、第２液体は、分離壁を突き抜けて第
２液体共通液室へ供給されるため、第２液流路に第２液
体の供給が確実となり、供給量が十分確保できるため、
安定した吐出が可能となる。

【０２０４】＜吐出液体、発泡液体＞先の実施の形態で
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。本形態の内、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。

【０２０５】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。

【０２０６】一方、本発明の２流路構成のヘッドを用
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。

【０２０７】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。

【０２０８】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。

【０２０９】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。

【０２１０】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た。

【０２１１】 染料インク粘度２ｃｐ：（Ｃ．Ｉ．フードブラック２）染料 ３ｗｔ％ ジエチレングリコール １０ｗｔ％ チオジグリコール ５ｗｔ％ エタノール ３ｗｔ％ 水 ７７ｗｔ％ また、発泡液と吐出液に以下で示すような組成の液体を
組み合わせて吐出させて記録を行った。その結果、従来
のヘッドでは吐出が困難であった十数ｃｐ粘度の液体は
もちろん１５０ｃｐという非常に高い粘度の液体でさえ
も良好に吐出でき、高画質な記録物を得ることができ
た。

【０２１２】 発泡液１ ：エタノール ４０ｗｔ％ 水 ６０ｗｔ％ 発泡液２ ：水 １００ｗｔ％ 発泡液３ ：イゾプロピルアルコール １０ｗｔ％ 水 ９０ｗｔ％ 吐出液１ ：カーボンブラック５ ５ｗｔ％ 顔料インク スチレン−アクリル酸− （粘度約１５ｃｐ） アクリル酸エチル共重合体 １ｗｔ％ （酸化１４０，重量平均分子量８０００） モノエタノールアミン ０．２５ｗｔ％ グリセリン ６９ｗｔ％ チオジグリコール ５ｗｔ％ エタノール ３ｗｔ％ 水 １６．７５ｗｔ％ 吐出液２ ：ポリエチレングリコール２００ １００ｗｔ％ （粘度５５ｃｐ） 吐出液３ ：ポリエチレングリコール６００ １００ｗｔ％ （粘度１５０ｃｐ） ところで、前述したような従来吐出されにくいとされて
いた液体の場合には、吐出速度が低いために、吐出方向
性のバラツキが助長され記録紙上のドットの着弾精度が
悪く、また吐出不安定による吐出量のバラツキが生じこ
れらのことで、高品位画像が得にくかった。しかし、上
述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、しかも安定して行うことができる。
このことで、液滴の着弾精度向上とインク吐出量の安定
化を図ることができ記録画像品位を著しく向上すること
ができた。

【０２１３】＜液体吐出ヘッドの製造＞次に、本発明の
液体吐出ヘッドの製造工程について説明する。

【０２１４】図２で示したような液体吐出ヘッドの場合
には、素子基板１上に可動部材３１を設けるための土台
３４をドライフィルム等をパターニングすることで形成
し、この土台３４に、共通液室側において素子基板との
間隔が広くなるように折り曲げ部もしくは斜面部を有す
る可動部材３１を接着、もしくは溶着固定した。その
後、各液流路１０を構成する複数の溝と吐出口１８と共
通液室１３を構成する凹部を有する溝付部材を、溝と可
動部材が対応するような状態で素子基板１に接合するこ
とで形成した。

【０２１５】次に、図９や図２９で示されるような２流
路構成の液体吐出ヘッドの製造工程について説明する。

【０２１６】図２９は、本発明のヘッドの分解斜視図で
ある。

【０２１７】大まかには、素子基板１上に第２液流路１
６の壁を形成し、その上に共通液室側において素子基板
１との間隔が広くなるように折り曲げ部もしくは斜面部
を有する分離壁３０を取り付け、さらにその上に第１液
流路１４を構成する溝等が設けられた溝付き部材５０を
取り付ける。もしくは、第２液流路１６の壁を形成した
後、この壁の上に分離壁３０を取り付けた溝付き部材５
０を接合することでヘッドの製造を行った。

【０２１８】さらに第２液流路の作製方法について詳し
く説明する。

【０２１９】図３０は、本発明の液体吐出ヘッドの製造
方法を説明するための工程図である。

【０２２０】本形態においては、（ａ）に示すように、
素子基板（シリコンウエハ）１上に半導体製造工程で用
いるのと同様の製造装置を用いてハフニュウムボライド
やチッ化タンタル等からなる発熱体２を有する電気熱変
換用素子を形成した後、次工程における感光性樹脂との
密着性の向上を目的として素子基板１の表面に洗浄を施
した。さらに、密着性を向上させるには、素子基板表面
に紫外線−オゾン等による表面改質を行った後、例えば
シランカップリング剤（日本ユニカ製：Ａ１８９）をエ
チルアルコールで１重量％に希釈した液を上記改質表面
上にスピンコートすることで達成される。

【０２２１】次に、表面洗浄を行い、密着性を向上した
基板１上に、（ｂ）に示すように、紫外線感光性樹脂フ
ィルム（東京応化製：ドライフィルム オーディルＳＹ
−３１８）ＤＦをラミネートした。

【０２２２】次に、（ｃ）に示すように、ドライフィル
ムＤＦ上にフォトマスクＰＭを配し、このフォトマスク
ＰＭを介してドライフィルムＤＦのうち、第２の流路壁
として残す部分に紫外線を照射した。この露光工程は、
キヤノン（株）製：ＭＰＡ−６００を用いて行い、約６
００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で行った。

【０２２３】次に、（ｄ）に示すように、ドライフィル
ムＤＦを、キシレンとブチルセルソルブアセテートとの
混合液からなる現像液（東京応化製：ＢＭＲＣ−３）で
現像し、未露光部分を溶解させ、露光して硬化した部分
を第２液流路１６の壁部分として形成した。さらに、素
子基板１表面に残った残渣を酸素プラズマアッシング装
置（アルカンテック社製：ＭＡＳ−８００）で約９０秒
間処理して取り除き、引き続き、１５０℃で２時間、さ
らに紫外線照射１００ｍＪ／ｃｍ²を行って露光部分を
完全に硬化させた。

【０２２４】以上の方法により、上記シリコン基板から
分割、作製される複数のヒータボード（素子基板）に対
し、一様に第２の液流路を精度よく形成することができ
る。シリコン基板を、厚さ０．０５ｍｍのダイヤモンド
ブレードを取り付けたダイシングマシン（東京精密製：
ＡＷＤ−４０００）で各々のヒータボード１に切断、分
離した。分離されたヒータボード１を接着剤（東レ製：
ＳＥ４４００）でアルミベースプレート７０上に固定し
た（図３３参照）。次いで、予めアルミベースプレート
７０上に接合しておいたプリント配線基板７１と、ヒー
タボード１とを直径０．０５ｍｍのアルミワイヤ（図示
略）で接続した。

【０２２５】次に、このようにして得られたヒータボー
ド１に、図３０（ｅ）に示すように、上述の方法で溝付
部材５０と分離壁３０との接合体を位置決め接合した。
すなわち、分離壁３０を有する溝付部材とヒータボード
１とを位置決めし、押さえバネ７８により係合、固定し
た後、インク・発泡液用供給部材８０をアルミベースプ
レート７０上に接合固定し、アルミワイヤ間、溝付部材
５０とヒータボード１とインク・発泡液用供給部材８０
との隙間をシリコーンシーラント（東芝シリコーン製：
ＴＳＥ３９９）で封止して完成させた。

【０２２６】以上の製法で、第２の液流路を形成するこ
とにより、各ヒータボードのヒータに対して位置ズレの
ない精度の良い流路を得ることができる。特に、溝付部
材５０と分離壁３０とをあらかじめ先の工程で接合して
おくことで、第１液流路１４と可動部材３１の位置精度
を高めることができる。

【０２２７】そして、これらの高精度製造技術によっ
て、吐出安定化が図られ印字品位が向上する。また、ウ
エハ上に一括で形成することが可能なため、多量に低コ
ストで製造することが可能である。

【０２２８】なお、本形態では、第２の液流路を形成す
るために紫外線硬化型のドライフィルムを用いたが、紫
外域、特に２４８ｎｍ付近に吸収帯域をもつ樹脂を用
い、ラミネート後、硬化させ、エキシマレーザで第２の
液流路となる部分の樹脂を直接除去することによっても
得ることが可能である。

【０２２９】また、この他の製造方法もある。

【０２３０】図３１は、本発明の液体吐出ヘッドの製造
方法を説明するための工程図である。

【０２３１】本形態においては、（ａ）に示すように、
ＳＵＳ基板１００上に厚さ１５μｍのレジスト１０１を
第２の液流路の形状でパターニングした。

【０２３２】次に、（ｂ）に示すように、ＳＵＳ基板１
００に対して電気メッキを行ってＳＵＳ基板１００上に
ニッケル層１０２を同じく１５μｍ成長させた。メッキ
液としては、スルフォミン酸ニッケルに応力減少剤（ワ
ールドメタル社製：ゼロオール）とほう酸、ピット防止
剤（ワールドメタル社製：ＮＰ−ＡＰＳ）、塩化ニッケ
ルを使用した。電着時の電界のかけ方としては、アノー
ド側に電極を付け、カソード側に既にパターニングした
ＳＵＳ基板１００を取り付け、メッキ液の温度を５０℃
とし、電流密度を５Ａ／ｃｍ²とした。

【０２３３】次に、（ｃ）に示すように、上記のような
メッキを終了したＳＵＳ基板１００に超音波振動を与
え、ニッケル層１０２の部分をＳＵＳ基板１００から剥
離し、所望の第２の液流路を得た。

【０２３４】一方、電気熱変換用素子を配設したヒータ
ボードを、半導体と同様の製造装置を用いてシリコンウ
エハに形成した。このウエハを先の実施例と同様に、ダ
イシングマシンで各々のヒータボードに分離した。この
ヒータボード１を、予めプリント基板１０４が接合され
たアルミベースプレート７０に接合し、プリント基板７
１とアルミワイヤ（図示略）とを接続することで電気的
配線を形成した。このような状態のヒータボード１上
に、図３１（ｄ）に示すように、先の工程で得た第２液
流路と位置決め固定した。この固定に際しては、後工程
で分離壁を固定した天板と押さえバネによって係合・密
着されるため、天板接合時に位置ズレが発生しない程度
に固定されていれば十分である。

【０２３５】本形態では、上記位置決め固定に紫外線硬
化型接着剤（グレースジャパン製：アミコンＵＶ−３０
０）を塗布し、紫外線照射装置を用い、露光量を１００
ｍＪ／ｃｍ²として約３秒間で固定を完了した。

【０２３６】本形態の製法によれば、発熱体に対して位
置ズレのない精度の高い第２の液流路を得ることができ
ることに加え、ニッケルで流路壁を形成しているため、
アルカリ性の液体に強く、信頼性の高いヘッドを提供す
ることが可能となる。

【０２３７】また、この他の製造方法もある。

【０２３８】図３２は、本発明の液体吐出ヘッドの製造
方法を説明するための工程図である。

【０２３９】本形態においては、（ａ）に示すように、
アライメント穴あるいはマーク１００ａを有する厚さ１
５μｍのＳＵＳ基板１００の両面にレジスト３１を塗布
した。ここで、レジストとしては、東京応化製のＰＭＥ
ＲＰ−ＡＲ９００を使用した。

【０２４０】この後、（ｂ）に示すように、素子基板１
００のアライメント穴１００ａに合わせて、露光装置
（キヤノン（株）製：ＭＰＡ−６００）を用いて露光
し、第２の液流路を形成すべき部分のレジスト１０３を
除去した。露光は８００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で行っ
た。

【０２４１】次に、（ｃ）に示すように、両面のレジス
ト１０３がパターニングされたＳＵＳ基板１００を、エ
ッチング液（塩化第２鉄または塩化第２銅の水溶液）に
浸漬し、レジスト１０３から露出している部分をエッチ
ングした後、レジストを剥離した。

【０２４２】次に、（ｄ）に示すように、先の製造方法
の実施例と同様に、ヒータボード１上に、エッチングさ
れたＳＵＳ基板１００を位置決め固定して第２の液流路
４を有する液体吐出ヘッドを組み立てた。

【０２４３】本形態の製法によれば、ヒータに対し位置
ズレのない精度の高い第２液流路４を得ることができる
ことに加え、ＳＵＳで流路を形成しているため、酸やア
ルカリ性の液体に強く信頼性の高い液体吐出ヘッドを提
供することができる。

【０２４４】以上説明したように、本形態の製造方法に
よれば、素子基板状に予め第２液流路の壁を配設するこ
とによって、電気熱変換体と第２液流路とが高精度に位
置決めすることが可能となる。また、切断、分離前の基
板上の多数の素子基板に対して第２の液流路を同時に形
成することができるので、多量に、かつ、低コストの液
体吐出ヘッドを提供することができる。

【０２４５】また、本形態の製造方法の液体吐出ヘッド
の製造方法を実施することによって得られた液体吐出ヘ
ッドは、発熱体と第２液流路とが高精度に位置決めされ
ているので、電気熱変換体の発熱による発泡の圧力を効
率よく受けることができ、吐出効率に優れたものとな
る。

【０２４６】＜液体吐出ヘッドカートリッジ＞次に、上
記実施の形態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。

【０２４７】図３３は、液体吐出ヘッドカートリッジの
分解斜視図である。

【０２４８】図３３に示すように、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８
０とから概略構成されている。

【０２４９】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９０、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と溝付天板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。

【０２５０】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。

【０２５１】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。

【０２５２】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８４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８３，７１，２１
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８４，７１，２２を介して第２液
室に供給される。

【０２５３】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。

【０２５４】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。

【０２５５】＜液体吐出装置＞図３４は、液体吐出装置
の概略構成図である。

【０２５６】本形態では特に吐出液体としてインクを用
いたインク吐出記録装置を用いて説明する液体吐出装置
のキャリッジＨＣは、インクを収容する液体タンク部９
０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。

【０２５７】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。

【０２５８】また、本形態の液体吐出装置においては、
被記録媒体搬送手段とキャリッジを駆動するための駆動
源としてのモータ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１１
５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。

【０２５９】図３５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。

【０２６０】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。

【０２６１】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。

【０２６２】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。

【０２６３】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。

【０２６４】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。

【０２６５】＜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。

【０２６６】図３６は、前述した本発明の液体吐出ヘッ
ド２０１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。

【０２６７】本形態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。

【０２６８】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。

【０２６９】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。

【０２７０】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。

【０２７１】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
ラにより所定の経路に引き回されており、モータドライ
バ３０５に接続された駆動用ローラにより駆動される。

【０２７２】本形態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２５２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。

【０２７３】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。

【０２７４】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。

【０２７５】なお、本形態では、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。

【０２７６】＜ヘッドキット＞以下に、本発明の液体吐
出ヘッドを有するヘッドキットを説明する。

【０２７７】図３７は、ヘッドキットの模式図である。

【０２７８】図３７に示すヘッドキットは、インクを吐
出するインク吐出部５１１を有する本発明のヘッド５１
０と、このヘッドと不可分もしくは分離可能な液体容器
であるインク容器５２０と、このインク容器にインクを
充填するためのインクを保持したインク充填手段とを、
キット容器５０１内に納めたものである。

【０２７９】インクを消費し終わった場合には、インク
容器の大気連通口５２１やヘッドとの接続部や、もしく
はインク容器の壁に開けた穴などに、インク充填手段の
挿入部（注射針等）５３１の一部を挿入し、この挿入部
を介してインク充填手段内のインクをインク容器内に充
填すればよい。

【０２８０】このように、本発明の液体吐出ヘッドと、
インク容器やインク充填手段等を一つのキット容器内に
納めてキットにすることで、インクが消費されてしまっ
ても前述のようにすぐに、また容易にインクをインク容
器内に充填することができ、記録の開始を迅速に行うこ
とができる。

【０２８１】なお、本形態のヘッドキットでは、インク
充填手段が含まれるもので説明を行ったが、ヘッドキッ
トとしては、インク充填手段を持たず、インクが充填さ
れた分離可能タイプのインク容器とヘッドとがキット容
器５１０内に納められている形態のものであってもよ
い。

【０２８２】また、この図３７では、インク容器に対し
てインクを充填するインク充填手段のみを示している
が、インク容器の他に発泡液を発泡液容器に充填するた
めの発泡液充填手段をキット容器内に納めた形態のもの
であってもよい。

【０２８３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、素子基板
に対する可動部材もしくは可動部材を有する分離壁の間
隔を発熱体を含む平面に対して変化させ、かつ気泡発生
領域において最も狭くしていることにより、吐出力を低
下させることなく、気泡消泡時に気泡発生領域に液体が
流れ込む際の流れ抵抗は小さくなり、高速で駆動する場
合において、気泡発生領域への液体の供給が速やかに行
なわれ、リフィル不足を生じることなく、高速駆動が可
能となる。

【０２８４】また、２液路形態のノズルが多い、いわゆ
るフルラインヘッドのような構成において発泡液の供給
源を１ヘッド内に複数箇所設けることが難しい場合にお
いても発泡液の共通液室部の基板との間隔を高くするこ
とで容積をとれる上、液の流れを妨げることがなくなる
ため、安定した吐出を連続して行なうことが可能とな
る。

【０２８５】さらに、このような構造のヘッドに可動部
材を用いる新規な吐出原理に基づく発明を適用すれば、
発生する気泡とこれによって変位する可動部材との相乗
効果を得ることができ、吐出口近傍の液体を効率よく吐
出できるため、従来のバブルジェット方式のヘッド等に
比べて吐出効率を向上できる。

【０２８６】また、本発明の特徴的な液路構成によれ
ば、低温や低湿で長期放置を行った場合であっても不吐
出になることを防止でき、仮に不吐出になっても予備吐
出や吸引回復といった回復処理をわずかに行うだけで正
常状態に即座に復帰できる利点もある。これに伴い、回
復時間の短縮や回復による液体の損失を低減でき、ラン
ニングコストも大幅に下げることが可能である。

【０２８７】また、特に本発明のリフィル特性を向上し
た構成によれば、連続吐出時の応答性、気泡の安定成
長、液滴の安定化を達成して、高速液体吐出による高速
記録また高画質記録を可能にすることができた。

【０２８８】また、２流路構成のヘッドにおいて発泡液
として、発泡しやすい液体や、発熱体上への堆積物（こ
げ等）が生じにくい液体を用いることで、吐出液の選択
の自由度が高くなり、発泡が生じにくい高粘性液体、発
熱体上に体積物を生じやすい液体等、従来のバブルジェ
ット吐出方法で吐出することが困難であった液体につい
ても良好に吐出することができた。

【０２８９】さらに熱に弱い液体等も、この液体に熱に
よる悪影響を与えず吐出することができた。

【０２９０】また、本発明の液体吐出ヘッドを記録用の
液体吐出記録ヘッドとして用いることで、さらに高画質
な記録を達成することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】本発明の液体吐出ヘッドの部分破断斜視図であ
る。

【図３】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４】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５】本発明の液体の流れを説明するための模式図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施の形態における液体吐出ヘ
ッドの部分破断斜視図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態における液体吐出ヘ
ッドの部分破断斜視図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態における液体吐出ヘ
ッドの断面図である。

【図９】本発明の第５の実施の形態における液体吐出ヘ
ッド（２流路）の断面図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態における液体吐出
ヘッドの部分破断斜視図である。

【図１１】可動部材の動作を説明するための図である。

【図１２】可動部材と第１液流路の構造を説明するため
の図である。

【図１３】可動部材と液流路の構造を説明するための図
である。

【図１４】可動部材の他の形状を説明するための図であ
る。

【図１５】発熱体面積とインク吐出量の関係を示す図で
ある。

【図１６】可動部材と発熱体との配置関係を示す図であ
る。

【図１７】発熱体のエッジと支点までの距離と可動部材
の変位量の関係を示す図である。

【図１８】発熱体と可動部材との配置関係を説明するた
めの図である。

【図１９】発熱体を有する素子基板に対する間隔を変え
た１液路構成の可動部材の例を示す概略断面図である。

【図２０】２液路構成の可動部材を有する分離壁の例を
示す概略断面図である。

【図２１】２液路構成の分離壁において共通液室側の素
子基板に対する間隔を大きくする為の支持構造の一例を
示す概略断面図である。

【図２２】２液路構成の分離壁において共通液室側の素
子基板に対する間隔を大きくする為の支持構造の他の例
を示す概略断面図である。

【図２３】可動部材、又は可動部材を有する分離壁の製
造工程の例を説明するための図である。

【図２４】可動部材、又は可動部材を有する分離壁の製
造工程の例を説明するための図である。

【図２５】可動部材、又は可動部材を有する分離壁の製
造工程の例を説明するための図である。

【図２６】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。

【図２７】駆動パルスの形状を示す模式図である。

【図２８】本発明の液体吐出ヘッドの供給路を説明する
ための断面図である。

【図２９】本発明のヘッドの分解斜視図である。

【図３０】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明す
るための工程図である。

【図３１】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明す
るための工程図である。

【図３２】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明す
るための工程図である。

【図３３】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図で
ある。

【図３４】液体吐出装置の概略構成図である。

【図３５】装置ブロック図である。

【図３６】液体吐出記録システムを示す図である。

【図３７】ヘッドキットの模式図である。

【図３８】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 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 １９ 狭窄部 ２０ 第１供給路 ２１ 第２供給路 ２２ 第１液流路壁 ２３ 第２液流路壁 ２４ 凸部 ３０、３０ａ、３０ｂ 分離壁 ３１ 可動部材 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 ５１ オリフィスプレート ６０ 第１の支持部材 ６１ 第２の支持部材 ６２ 第３の支持部材 ７０ 支持体 ７８ ばね ８０ 供給部材

フロントページの続き (72)発明者 中田 佳恵 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 (56)参考文献 特開 平６−31918（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/01 B41J 2/16 B41J 2/175

Claims (67)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を吐出する吐出口と、液体に気泡を
   発生させる発熱体が設けられた気泡発生領域と、該気泡
   発生領域を介して前記発熱体に面して配され、第１の位
   置と該第１の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第２
   の位置との間を変位可能な可動部材とを有し、該可動部
   材と前記発熱体を含む平面との間隔は前記気泡発生領域
   にて該気泡発生領域の上流側より狭くなっており、前記
   気泡発生領域での気泡の発生に基づく圧力によって、前
   記第１の位置から前記第２の位置へ変位すると共に、前
   記可動部材の変位によって前記気泡を吐出口に向かう方
   向の上流よりも下流に大きく膨張させることで液体を吐
   出する液体吐出ヘッド。
2. 【請求項２】 前記可動部材の変位によって、前記気泡
   の下流部分が前記可動部材より下流に成長する請求項１
   に記載の液体吐出ヘッド。
3. 【請求項３】 前記可動部材は、支点と、該支点より下
   流側に位置する自由端とを有する請求項１に記載の液体
   吐出ヘッド。
4. 【請求項４】 液体を吐出する吐出口と、液体に熱を加
   えることで該液体に気泡を発生させる発熱体と該発熱体
   に沿った該発熱体より上流側から前記発熱体上に液体を
   供給するための供給路とを有する液流路と、前記発熱体
   に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記気泡の発
   生による圧力に基づいて前記自由端を変位させて前記圧
   力を吐出口側に導く可動部材とを有し、前記可動部材は
   前記発熱体を含む平面に対する間隔が変化するように支
   持され、前記間隔は前記発熱体によって発生する気泡の
   発生領域にて該発生領域の上流側より狭くなっている液
   体吐出ヘッド。
5. 【請求項５】 液体を吐出する吐出口と、液体に熱を加
   えることで該液体に気泡を発生させる発熱体と、前記発
   熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記気泡
   の発生による圧力に基づいて前記自由端を変位させて前
   記圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記可動部材の前
   記発熱体に近い面に沿った上流側から前記発熱体上に液
   体を供給する供給路とを有し、前記可動部材は前記発熱
   体を含む平面に対する間隔が変化するように支持され、
   前記間隔は前記発熱体によって発生する気泡の発生領域
   にて該発生領域の上流側より狭くなっている液体吐出ヘ
   ッド。
6. 【請求項６】 吐出口に連通した第１の液流路と、 液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる気泡
   発生領域を有する第２の液流路と、 前記第１の液流路と前記気泡発生領域との間に配され、
   吐出口側に自由端を有し、前記気泡発生領域内での気泡
   の発生による圧力に基づいて該自由端を前記第１の液流
   路側に変位させて前記圧力を前記第１の液流路の吐出口
   側に導く可動部材とを有し、 前記可動部材は前記発熱体を含む平面に対する間隔が変
   化するように支持され、前記間隔は前記発熱体によって
   発生する気泡の発生領域にて該発熱領域の上流側より狭
   くなっている液体吐出ヘッド。
7. 【請求項７】 前記可動部材に面した位置に発熱体が設
   けられており、該可動部材と該発熱体との間が前記気泡
   発生領域である請求項１又は請求項６に記載の液体吐出
   ヘッド。
8. 【請求項８】 前記可動部材の自由端は、前記発熱体の
   面積中心より下流に位置する請求項４、請求項５又は請
   求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 【請求項９】 前記該発熱体に沿った該発熱体より上流
   から前記発熱体上に液体を供給するための供給路を有す
   る請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
10. 【請求項１０】 前記供給路は、前記発熱体より上流側
    に実質的に平坦、もしくはなだらかな内壁を有し、該内
    壁に沿って液体を前記発熱体上に供給する供給路である
    請求項４、請求項５又は請求項９に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
11. 【請求項１１】 前記気泡は前記発熱体が発生する熱に
    よって液体に膜沸騰を生じることで発生する気泡である
    請求項４、請求項５又は請求項９に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
12. 【請求項１２】 前記可動部材は板状である請求項４、
    請求項５又は請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
13. 【請求項１３】 前記発熱体の有効発泡領域の総てが前
    記可動部材に面している請求項１２に記載の液体吐出ヘ
    ッド。
14. 【請求項１４】 前記発熱体の全面が前記可動部材に面
    している請求項１２に記載の液体吐出ヘッド。
15. 【請求項１５】 前記可動部材の総面積が前記発熱体の
    総面積より大である請求項１２に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
16. 【請求項１６】 前記可動部材の支点が前記発熱体の直
    上から外れた位置に配されている請求項１２に記載の液
    体吐出ヘッド
17. 【請求項１７】 前記可動部材の前記支点となる部分の
    方が前記気泡発生領域に面する部分よりも高い請求項１
    ６に記載の液体吐出ヘッド。
18. 【請求項１８】 前記可動部材において前記気泡発生領
    域に面する部分と前記可動部材の前記支点となる部分と
    の間が斜面部になっている請求項１７に記載の液体吐出
    ヘッド。
19. 【請求項１９】 前記可動部材は前記気泡発生領域を含
    む流路域よりも上流側の方が高くなるように支持されて
    いる請求項１６に記載の液体吐出ヘッド。
20. 【請求項２０】 前記可動部材の自由端は前記発熱体が
    配された液流路を実質的に直交する形状を有する請求項
    １２に記載の液体吐出ヘッド。
21. 【請求項２１】 前記可動部材の前記自由端は前記発熱
    体より吐出口側に配されている請求項１２に記載の液体
    吐出ヘッド。
22. 【請求項２２】 前記可動部材は前記第１の液流路と前
    記第２の液流路との間に配された分離壁の一部として構
    成されている請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
23. 【請求項２３】 前記分離壁は、金属材料で構成されて
    いる請求項２２に記載のの液体吐出ヘッド。
24. 【請求項２４】 前記金属材料は、ニッケル若しくは金
    である請求項２３に記載の液体吐出ヘッド。
25. 【請求項２５】 前記分離壁は、樹脂で構成されている
    請求項２２に記載の液体吐出ヘッド。
26. 【請求項２６】 前記分離壁は、セラミックスで構成さ
    れている請求項２２に記載の液体吐出ヘッド。
27. 【請求項２７】 前記第１の液流路の複数に第１の液体
    を供給するための第１の共通液室と、前記第２の液流路
    の複数に第２の液体を供給するための第２の共通液室と
    が配されている請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
28. 【請求項２８】 前記可動部材は、前記気泡発生領域を
    含む流路域よりも前記第２の共通液室側の方が高くなる
    ように支持されている請求項２７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複数の吐出口
    と、それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数の第
    １の液流路を構成するための複数の溝と、前記複数の第
    １の液流路に液体を供給するための第１の共通液室を構
    成する凹部とを一体的に有する溝付き部材と、 液体に熱を与えることで液体に気泡を発生させるための
    複数の発熱体が配された平滑な素子基板と、 前記溝付き部材と前記素子基板との間に配され、前記発
    熱体に対応した第２の液流路の壁の一部を構成すると共
    に、前記発熱体に面した位置に前記気泡の発生に基づく
    圧力によって前記第１の液流路側に変位する可動部材と
    を具備した分離壁とを有し、 前記分離壁は前記素子基板に対する間隔が変化するよう
    に支持され、前記間隔は前記発熱体によって発生する気
    泡の発生領域にて該発生領域の上流側より狭くなってい
    る液体吐出ヘッド。
30. 【請求項３０】 前記可動部材の自由端は前記発熱体の
    面積中心より下流側に位置する請求項２９に記載の液体
    吐出ヘッド。
31. 【請求項３１】 前記溝付き部材には、前記第１の共通
    液室に液体を供給するための第１供給路と、前記第２の
    液流路と連通する第２の共通液室に液体を供給するため
    の第２供給路とを有する請求項３０に記載の液体吐出ヘ
    ッド。
32. 【請求項３２】 前記溝付き部材には、前記第２供給路
    が複数設けられている請求項３１に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
33. 【請求項３３】 前記第１供給路の断面積と前記第２供
    給路の断面積の比は、各液体の供給量に比例している請
    求項３１に記載の液体吐出ヘッド。
34. 【請求項３４】 前記第２供給路は、前記分離壁を貫通
    して前記第２の共通液室に液体を供給する導入路である
    請求項３１に記載の液体吐出ヘッド。
35. 【請求項３５】 前記第１の液流路に供給される液体と
    前記第２の液流路に供給される液体とが同じ液体である
    請求項６又は請求項２９に記載の液体吐出ヘッド。
36. 【請求項３６】 前記第１の液流路に供給される液体と
    前記第２の液流路に供給される液体とが異なる液体であ
    る請求項６又は請求項２９に記載の液体吐出ヘッド。
37. 【請求項３７】 前記第２の液流路に供給される液体
    は、前記第１の液流路に供給される液体に比べ、低粘度
    性、発泡性、熱安定性の少なくとも１つの性質で優れて
    いる液体である請求項３２に記載の液体吐出ヘッド。
38. 【請求項３８】 前記発熱体は電気信号を受けることで
    熱を発生する発熱抵抗体を有する電気熱変換体である請
    求項４、請求項５、請求項７又は請求項２９に記載の液
    体吐出ヘッド。
39. 【請求項３９】 前記電気熱変換体は前記発熱抵抗体上
    に、保護膜を配したものである請求項３８に記載の液体
    吐出ヘッド。
40. 【請求項４０】 前記素子基板上には前記電気熱変換体
    に電気信号を伝えるための配線と、前記電気熱変換体に
    選択的に電気信号を与えるための機能素子が配されてい
    る請求項３８に記載の液体吐出ヘッド。
41. 【請求項４１】 前記気泡発生領域もしくは発熱体が配
    された部分の前記第２液流路の形状は室形状である請求
    項６又は請求項２９に記載の液体吐出ヘッド。
42. 【請求項４２】 前記第２の液流路の形状は、気泡発生
    領域もしくは発熱体の上流で狭窄部を有する形状である
    請求項６又は請求項２９に記載の液体吐出ヘッド。
43. 【請求項４３】 前記発熱体の表面から前記可動部材ま
    での距離が３０μｍ以下である請求項４、請求項５、請
    求項７又は請求項２９に記載の液体吐出ヘッド。
44. 【請求項４４】 前記吐出口から吐出される液体はイン
    クである請求項４、請求項５、請求項７又は請求項２９
    に記載の液体吐出ヘッド。
45. 【請求項４５】 請求項１、請求項４、請求項５、請求
    項６又は請求項２９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド
    と、該液体吐出ヘッドに供給される液体を保持する液体
    容器とを有するヘッドカートリッジ。
46. 【請求項４６】 前記液体吐出ヘッドと、前記液体容器
    とは分離可能である請求項４５に記載のヘッドカートリ
    ッジ。
47. 【請求項４７】 前記液体容器には、液体が再充填され
    ている請求項４５に記載のヘッドカートリッジ。
48. 【請求項４８】 前記液体容器には、液体を再充填する
    ための液体注入口が設けられている請求項４５に記載の
    ヘッドカートリッジ。
49. 【請求項４９】 請求項６又は請求項２９のいずれかに
    記載の液体吐出ヘッドと、第１の液流路に供給される第
    １の液体と、第２の液流路に供給される第２の液体とを
    保持する液体容器とを有するヘッドカートリッジ。
50. 【請求項５０】 請求項１、請求項４、請求項５、請求
    項６又は請求項２９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド
    と、 該液体吐出ヘッドから液体を吐出させるための駆動信号
    を供給する駆動信号供給手段と、を有する液体吐出装
    置。
51. 【請求項５１】 請求項１、請求項４、請求項５、請求
    項６又は請求項２９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド
    と、 該液体吐出ヘッドから吐出された液体を受ける被記録媒
    体を搬送する被記録媒体搬送手段と、を有する液体吐出
    装置。
52. 【請求項５２】 前記液体吐出ヘッドからインクを吐出
    し、記録紙にインクを付着させることで記録を行う請求
    項５０又は請求項５１に記載の液体吐出装置。
53. 【請求項５３】 前記液体吐出ヘッドから記録液体を吐
    出し、布帛に記録液体を付着させることで記録を行う請
    求項５０又は請求項５１に記載の液体吐出装置。
54. 【請求項５４】 前記液体吐出ヘッドから記録液体を吐
    出し、プラスチックに記録液体を付着させることで記録
    を行う請求項５０又は請求項５１に記載の液体吐出装
    置。
55. 【請求項５５】 前記液体吐出ヘッドから記録液体を吐
    出し、金属に記録液体を付着させることで記録を行う請
    求項５０又は請求項５１に記載の液体吐出装置。
56. 【請求項５６】 前記液体吐出ヘッドから記録液体を吐
    出し、木材に記録液体を付着させることで記録を行う請
    求項５０又は請求項５１に記載の液体吐出装置。
57. 【請求項５７】 前記液体吐出ヘッドから記録液体を吐
    出し、皮革に記録液体を付着させることで記録を行う請
    求項５０又は請求項５１に記載の液体吐出装置。
58. 【請求項５８】 前記液体吐出ヘッドから複数色の記録
    液体を吐出し、被記録媒体に前記複数色の記録液体を付
    着させることでカラー記録を行う請求項５０又は請求項
    ５１に記載の液体吐出装置。
59. 【請求項５９】 前記吐出口が被記録媒体の記録可能領
    域の全幅に渡って、複数配されている請求項５０又は請
    求項５１に記載の液体吐出装置。
60. 【請求項６０】 請求項５０又は請求項５１に記載の液
    体吐出装置と、記録後の被記録媒体に対して、前記液体
    の定着を促す後処理装置と、を有する記録システム。
61. 【請求項６１】 請求項５０又は請求項５１に記載の液
    体吐出装置と、記録前の被記録媒体に対して、前記液体
    の定着を増すための前処理装置と、を有する記録システ
    ム。
62. 【請求項６２】 請求項１、請求項４、請求項５、請求
    項６又は請求項２９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド
    と、該液体吐出ヘッドに供給される液体を保持した液体
    容器と、を内包したヘッドキット。
63. 【請求項６３】 前記液体は、記録を行うためのインク
    である請求項６２に記載のヘッドキット。
64. 【請求項６４】 請求項１、請求項４、請求項５、請求
    項６又は請求項２９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド
    と、該液体吐出ヘッドに供給される液体を保持した液体
    容器と、該液体容器に対して液体を充填するための液体
    充填手段と、を有するヘッドキット。
65. 【請求項６５】 前記液体は、記録を行うためのインク
    である請求項６４に記載のヘッドキット。
66. 【請求項６６】 吐出口に連通する第１の液流路を構成
    する第１凹部と、該第１凹部に対して変位可能な可動部
    材と、該可動部材を変位させるための第２の液流路を構
    成する第２凹部と、該第２凹部に対応して配された吐出
    エネルギ発生手段とを備えた液体吐出ヘッドの製造方法
    であって、 前記吐出エネルギ発生手段を備えた素子基板上に前記第
    ２凹部を構成する壁を形成した後、前記可動部材に折れ
    曲がり部もしくは斜面部を設けて少なくとも前記吐出エ
    ネルギ発生手段との間隔が最も狭くなるように前記第２
    凹部に前記可動部材および前記第１凹部を備えた部材を
    順次接合する工程を有する液体吐出ヘッドの製造方法。
67. 【請求項６７】 吐出口に連通する第１の液流路を構成
    する第１凹部と、該第１凹部に対して変位可能な可動部
    材を有する分離壁と、該分離壁の可動部材を変位させる
    ための液体を収納する第２の液流路を構成する第２凹部
    と、該第２凹部に対応して配された吐出エネルギ発生手
    段とを備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、 前記吐出エネルギ発生手段を備えた素子基板上に前記第
    ２凹部を構成する壁を形成した後、前記分離壁に折れ曲
    がり部もしくは斜面部を設けて少なくとも前記吐出エネ
    ルギ発生手段との間隔が最も狭くなるように前記第２凹
    部に前記可動部材および前記第１凹部を備えた部材を順
    次接合する工程を有する液体吐出ヘッドの製造方法。