JP3450594B2 - 液体吐出ヘッド、液体吐出装置および液体吐出記録方法 - 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に係るものであり、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
体吐出ヘッドに関するものである。

【０００２】なお、本発明における、「記録」とは、文
字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与
することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像
を付与することをも意味するものである。

【０００３】

【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、ＵＳＰ
４，７２３，１２９等の公報に開示されているように、
インクを吐出するための吐出口と、この吐出口に連通す
るインク流路と、インク流路内に配されたインクを吐出
するためのエネルギー発生手段としての電気熱変換体が
一般的に配されている。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】例えば、吐出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。

【０００７】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。

【０００８】この流路形状の内、流路構造として図６
（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１８へ向かう方向とは逆の方向
へ向かう圧力、即ち、液室５４へ向かう圧力）に着目し
た発明である。このバック波は、吐出方向へ向かうエネ
ルギーでないため損失エネルギーとして知られている。

【０００９】図６（ａ），（ｂ）に示す発明は、発熱素
子２が形成する気泡の発生領域よりも離れ且つ、発熱素
子２に関して吐出口１８とは反対側に位置する弁５５を
開示する。

【００１０】図６（ｂ）においては、この弁５５は、板
材等を利用する製造方法によって、液流路１０の天井に
貼り付いたように初期位置を持ち、気泡の発生に伴って
液流路１０内へ垂れ下がるものとして開示されている。
この発明は、上述したバック波の一部を弁５５によって
制御することでエネルギー損失を抑制するものとして開
示されている。

【００１１】しかしながら、この構成において、吐出す
べき液体を保持する液流路１０内部に、気泡が発生した
際を検討するとわかるように、弁５５によるバック波の
一部を抑制することは、液体吐出にとっては実用的なも
のでないことがわかる。

【００１２】もともとバック波自体は、前述したように
吐出に直接関係しないものである。このバック波が液流
路１０内に発生した時点では、図６（ｂ）に示すよう
に、気泡のうち吐出に直接関係する圧力はすでに液流路
１０から液体を吐出可能状態にしている。従って、バッ
ク波のうち、しかもその一部を抑制したからといって
も、吐出に大きな影響を与えないことは明らかである。

【００１３】また、記録液のリフィルを向上させ、周波
数応答性に優れたヘッドの発明が、特開昭６３−１９９
９７２号公報に記載されている。この発明によれば、副
流路を設け、ノズルのヒーター近傍で連通させてある。
リフィル時、この副流路からもインクを供給し、リフィ
ルの時間短縮を図ったものである。

【００１４】しかしながら、このような構成のヘッドで
は、発泡時に発生する吐出力の一部が副流路に逃げてし
まうため、吐出効率の低下が起ってしまうおそれがあっ
た。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液体吐出ヘッドが望ま
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、ＵＳＰ４，４８
０，２５９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】しかしながら、前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、吐出効率や吐出力が低下してし
まう虞があった。

【００１７】上述の様に、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、こうした
中、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
ッドが望まれている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、基本的に従
来の気泡（特に膜沸騰に伴う気泡）を液流路中に形成し
て液体を吐出する方式の、根本的な吐出特性を、従来で
は考えられなかった観点から、従来では予想できない水
準に高めることを主たる課題とする。

【００１９】発明者達の一部は、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。このとき、流路中の可動部材の機構
の原理を解析すると言った液流路中の可動部材の動作を
起点とする第１技術解析、及び気泡による液滴吐出原理
を起点とする第２技術解析、さらには、気泡形成用の発
熱体の気泡形成領域を起点とする第３解析を行うことに
した。

【００２０】これらの解析によって、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、
発明者達の一部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
がわかった。

【００２３】発明者達の一部及び本出願人は、このよう
に研究で得られた知見および、総合的観点から優れた液
体の吐出原理を出願していますが、本発明者達は、この
発明を前提に、より好ましい着想を想起するに至った。

【００２４】特に本発明で注目したことは、可動部材の
配置と液供給路の構造を考慮することで、リフィルを大
幅に向上させるといった、極めて有効、かつ、合理的な
技術を導き出すに至った。

【００２５】本発明の主たる目的は以下の通りである本
発明の第１の目的は、可動部材の弁機構によって、バッ
ク波を防止すると同時に、吐出液が液流路から受ける抵
抗を少なくし、リフィルを向上させた液体吐出ヘッドを
提供することにある。

【００２６】本発明の第２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、可動部材の弁機構によって、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を提供することにあ
る。

【００２７】本発明の第３の目的は、可動部材の弁機構
が気泡の発生により作動する際、液流路から受ける抵抗
を少なくし、吐出効率を向上させた液体吐出ヘッドを提
供することにある。

【００２８】第４の目的は、発生した気泡を根本的に制
御することで極めて新規な液体吐出ヘッドを提供するこ
とにある。

【００２９】本発明の第５の目的は、吐出効率、吐出圧
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いうる液体吐出ヘッドを提
供することにある。

【００３０】本発明の第６の目的は、発熱体上への堆積
物を低減すると共に、吐出用液の用途範囲を広げること
ができ、しかも吐出効率や吐出力が十分に高い液体吐出
ヘッドを提供することにある。

【００３１】本発明の第７の目的は、吐出する液体の選
択自由度を高くできる液体吐出ヘッドを提供することに
ある。

【００３２】本発明の第８の目的は前述のような液体吐
出ヘッドの製造を容易に成しうる液体吐出ヘッドの製造
方法を提供することにある。

【００３３】本発明の第９の目的は複数の液体を供給す
るための液体導入路を少ない部品点数で構成することで
製造が容易で安価なヘッドを提供すること、また小型化
が図れた液体吐出ヘッドを提供することである。

【００３４】

【課題を解決するための手段】上述のような目的を達成
するための本発明の代表的な要件は、次のようなもので
ある。

【００３５】液体を吐出する吐出口と、液体に気泡を発
生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域に面して配
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、該可動部材は、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っ
て、前記吐出口と連通している複数の第１の液流路を有
し、 前記第１の液流路に液体を供給する第１の共通液室
は、前記第１の液流路より静止状態の可動部材を含む面
と垂直方向に高く、前記可動部材の支点が、前記第１の
共通液室に存在し、静止状態における自由端が、前記第
１の液流路内に存在する液体吐出ヘッド。

【００３６】もしくは、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、を有する液体
吐出ヘッドであって、前記液流路は、前記吐出口と連通
している複数の第１の液流路を含み、 前記第１の液流路
に液体を供給する第１の共通液室は、前記第１の液流路
より静止状態の可動部材を含む面と垂直方向に高く、前
記可動部材の支点が、前記第１の共通液室に存在し、静
止状態における自由端が、前記第１の液流路内に存在す
る液体吐出ヘッド。

【００３７】もしくは、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、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、を有する液体吐出ヘ
ッドであって、前記吐出口と連通している複数の第１の
液流路を有し、 前記第１の液流路に液体を供給する第１
の共通液室は、前記第１の液流路より静止状態の可動部
材を含む面と垂直方向に高く、前記可動部材の支点が、
前記第１の共通液室に存在し、静止状態における自由端
が、前記第１の液流路内に存在する液体吐出ヘッド。

【００３８】もしくは、吐出口に連通した複数の第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
可動部材とを有する液体吐出ヘッドであって、前記第１
の液流路に液体を供給する第１の共通液室は、前記第１
の液流路より静止状態の可動部材を含む面と垂直方向に
高く、前記可動部材の支点が、前記第１の共通液室に存
在し、静止状態における自由端が、前記第１の液流路内
に存在する液体吐出ヘッド。

【００３９】もしくは、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素子基板と、前記溝付き部材と該素
子基板との間に配され、前記発熱体に対応しており液体
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
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、を有す
る液体吐出ヘッドであって、前記第２の液流路の複数に
液体を供給するための第２の共通液室を有し、 前記第１
の共通液室は、前記第１の液流路より静止状態の可動部
材を含む面と垂直方向に高く、前記可動部材の支点が、
前記第１の共通液室に存在し、静止状態における自由端
が、前記第１の液流路内に存在する液体吐出ヘッド。

【００４０】上述したような、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によると、可動部材の支
点を、第１共通液室に存在させることで、可動部材が変
位する際の、吐出流路の天井壁からの抵抗を最小限にす
ることができるため吐出効率を、更に向上することがで
きる。

【００４１】また、第１の液流路が短く、吐出液の流路
抵抗が少ないので、特に今までリフィルが問題とされて
いた、高粘度記録液の吐出をも可能とした。

【００４２】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。また、
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ヘッド
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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【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】さらに、本発明でいう「櫛歯」とは、可動
部材の支点部が共通部材になっており、自由端の前方が
解放されている形状を意味する。

【００５１】

【実施例】

（原理説明）以下、図面を参照して本発明に適用可能な
吐出原理について詳細に説明する。図１は液体吐出ヘッ
ドを液流路方向で切断した断面模式図を示しており、図
２はこの液体吐出ヘッドの部分破断斜視図を示してい
る。

【００５２】図１の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する
ための吐出エネルギー発生素子として、液体に熱エネル
ギーを作用させる発熱体２（本実施例においては４０μ
ｍ×１０５μｍの形状の発熱抵抗体）が素子基板１に設
けられており、この素子基板上に発熱体２に対応して液
流路１０が配されている。液流路１０は吐出口１８に連
通していると共に、複数の液流路１０に液体を供給する
ための共通液室３３に連通しており、吐出口から吐出さ
れた液体に見合う量の液体をこの共通液室３３から受け
取る。

【００５３】この液流路１０の素子基板上には、前述の
発熱体２に対向するように面して、金属等の弾性を有す
る材料で構成され、平面部を有する板状の可動部材３１
が片持梁状に設けられている。この可動部材の一端は液
流路１０の壁や素子基板上に感光性樹脂などをパターニ
ングして形成した土台（支持部材）３４等に固定されて
いる。これによって、可動部材は保持されると共に支点
（支点部分）３３を構成している。

【００５４】この可動部材３１は、液体の吐出動作によ
って共通液室３３から可動部材３１を経て吐出口１８側
へ流れる大きな流れの上流側に支点（支点部分；固定
端）３３を持ち、この支点３３に対して下流側に自由端
（自由端部分）３２を持つように、発熱体２に面した位
置に発熱体２を覆うような状態で発熱体から１５μｍ程
度の距離を隔てて配されている。この発熱体と可動部材
との間が気泡発生領域となる。なお発熱体、可動部材の
種類や形状および配置はこれに限られることなく、後述
するように気泡の成長や圧力の伝搬を制御しうる形状お
よび配置であればよい。なお、上述した液流路１０は、
後に取り上げる液体の流れの説明のため、可動部材３１
を境にして直接吐出口１８に連通している部分を第１の
液流路１４とし、気泡発生領域１１や液体供給路１２を
有する第２の液流路１６の２つの領域に分けて説明す
る。

【００５５】発熱体２を発熱させることで可動部材３１
と発熱体２との間の気泡発生領域１１の液体に熱を作用
し、液体にUSP4,723,129に記載されているような膜沸騰
現象に基づく気泡を発生させる。気泡の発生に基づく圧
力と気泡は可動部材に優先的に作用し、可動部材３１は
図１（ｂ）、（ｃ）もしくは図２で示されるように支点
３３を中心に吐出口側に大きく開くように変位する。可
動部材３１の変位若しくは変位した状態によって気泡の
発生に基づく圧力の伝搬や気泡自身の成長が吐出口側に
導かれる。

【００５６】ここで、本発明に適用される基本的な吐出
原理の一つを説明する。本発明において最も重要な原理
の１つは、気泡に対面するように配された可動部材が気
泡の圧力あるいは気泡自体に基づいて、定常状態の第１
の位置から変位後の位置である第２の位置へ変位し、こ
の変位する可動部材３１によって気泡の発生に伴う圧力
や気泡自身を吐出口１８が配された下流側へ導くことで
ある。

【００５７】この原理を可動部材を用いない従来の液流
路構造を模式的に示した図３と本発明の図４とを比較し
てさらに詳しく説明する。なおここでは吐出口方向への
圧力の伝搬方向をＶA、上流側への圧力の伝搬方向をＶB
として示した。

【００５８】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ＶA
方向に圧力伝搬方向の成分を持つものは、V1〜V4即ち気
泡のほぼ半分の位置より吐出口に近い部分の圧力伝搬の
方向成分であり、液吐出効率、液吐出力、吐出速度等に
直接寄与する重要な部分である。さらにV1は吐出方向Ｖ
Aの方向に最も近いため効率よく働き、逆にV4はＶAに向
かう方向成分が比較的少ない。

【００５９】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、ＶAの圧力伝搬方向に変換するものであ
り、これにより気泡４０の圧力が直接的に効率よく吐出
に寄与することになる。そして、気泡の成長方向自体も
圧力伝搬方向V1〜V4と同様に下流方向に導かれ、上流よ
り下流で大きく成長する。このように、気泡の成長方向
自体を可動部材によって制御し、気泡の圧力伝搬方向を
制御することで、吐出効率や吐出力また吐出速度等の根
本的な向上を達成することができる。

【００６０】次に図１に戻って、上述した液体吐出ヘッ
ドの吐出動作について詳しく説明する。

【００６１】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、発熱体が
熱を発生する前の状態である。ここで重要なことは、可
動部材３１が、発熱体の発熱によって発生した気泡に対
し、この気泡の少なくとも下流側部分に対面する位置に
設けられていることである。つまり、気泡の下流側が可
動部材に作用するように、液流路構造上では少なくとも
発熱体の面積中心３より下流（発熱体の面積中心３を通
って流路の長さ方向に直交する線より下流）の位置まで
可動部材３１が配されている。

【００６２】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
騰に伴う気泡を発生させた状態である。

【００６３】このとき可動部材３１は気泡４０の発生に
基づく圧力により、気泡４０の圧力の伝搬方向を吐出口
方向に導くように第１位置から第２位置へ変位する。こ
こで重要なことは前述したように、可動部材３１の自由
端３２を下流側（吐出口側）に配置し、支点３３を上流
側（共通液室側）に位置するように配置して、可動部材
の少なくとも一部を発熱体の下流部分すなわち気泡の下
流部分に対面させることである。

【００６４】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。発生した気泡は上流より下
流に大きく成長すると共に可動部材の第１の位置（点線
位置）を越えて大きく成長している。このように気泡４
０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の成長方向を吐出口に均
一的に向かわせることができることも吐出効率を高める
と考えられる。可動部材は気泡や発泡圧を吐出口方向へ
導く際もこの伝達の妨げになることはほとんどなく、伝
搬する圧力の大きさに応じて効率よく圧力の伝搬方向や
気泡の成長方向を制御することができる。

【００６５】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。

【００６６】第２の位置まで変位していた可動部材３１
は、気泡の収縮による負圧と可動部材自身のばね性によ
る復元力によって図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
気泡の収縮体積を補うため、また、吐出された液体の体
積分を補うために上流側（Ｂ）、すなわち共通液室側か
ら流れのＶ_D1、Ｖ_D2のように、また、吐出口側からの流
れＶｃのように液体が流れ込んでくる。

【００６７】以上、気泡の発生に伴う可動部材の動作と
液体の吐出動作について説明したが、以下に本発明に適
用可能な液体吐出ヘッドにおける液体のリフィルについ
て詳しく説明する。

【００６８】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）。

【００６９】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。

【００７０】これに対して本構成は可動部材３１を設け
たため、気泡の体積Ｗを可動部材３１の第１位置を境に
上側をＷ１、気泡発生領域１１側をＷ２とした場合、消
泡時に可動部材が元の位置に戻った時点でメニスカスの
後退は止まり、その後残ったＷ２の体積分の液体供給は
主に第２流路１６の流れ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。

【００７１】さらに、Ｗ２の体積分の液体供給は消泡時
の圧力を利用して可動部材３１の発熱体側の面に沿っ
て、主に第２液流路の上流側（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。

【００７２】ここで特徴的なことは、従来のヘッドで消
泡時の圧力を用いたリフィルを行った場合、メニスカス
の振動が大きくなってしまい画像品位の劣化につながっ
ていたが、本構成の高速リフィルにおいては可動部材に
よって吐出口側の第１液流路１４の領域と、気泡発生領
域１１との吐出口側での液体の流通が抑制されるためメ
ニスカスの振動を極めて少なくすることができることで
ある。

【００７３】このように本発明に適用される上述した構
成は、第２液流路１６の液供給路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。

【００７４】本発明に適用される上述した構成において
はさらに次のような有効な機能を兼ね備えている。それ
は、気泡の発生による圧力の上流側への伝搬（バック
波）を抑制することである。発熱体２上で発生した気泡
の内、共通液室３３側（上流側）の気泡による圧力は、
その多くが、上流側に向かって液体を押し戻す力（バッ
ク波）になっていた。このバック波は、上流側の圧力
と、それによる液移動量、そして液移動に伴う慣性力を
引き起こし、これらは液体の液流路内へのリフィルを低
下させ高速駆動の妨げにもなっていた。本構成において
は、まず可動部材３１によって上流側へのこれらの作用
を抑えることでもリフィル供給性の向上をさらに図って
いる。

【００７５】次に、更なる特徴的な構造と効果につい
て、以下に説明する。

【００７６】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、本実施例では実質的に平坦な内壁を持つ液体供給路
１２を持つもので説明したが、これに限らず、発熱体表
面となだらかに繋がり、なだらかな内壁を有する液供給
路であればよく、発熱体上に液体の淀みや、液体の供給
に大きな乱流を生じない形状であればよい。

【００７７】また、気泡発生領域への液体の供給は、可
動部材の側部（スリット３５）を介して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
に吐出口に導くために図１で示すように気泡発生領域の
全体を覆う（発熱体面を覆う）ように大きな可動部材を
用い、可動部材３１が第１の位置へ復帰することで、気
泡発生領域１１と第１液流路１４の吐出口に近い領域と
の液体の流抵抗が大きくなるような形態の場合、前述の
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
造を取っても、液体の供給性能を落とすことがない。

【００７８】ところで、可動部材３１の自由端３２と支
点３３の位置は、例えば図５で示されるように、自由端
が相対的に支点より下流側にある。このような構成のた
め、前述した発泡の際に気泡の圧力伝搬方向や成長方向
を吐出口側に導く等の機能や効果を効率よく実現できる
のである。さらに、この位置関係は吐出に対する機能や
効果のみならず、液体の供給の際にも液流路１０を流れ
る液体に対する流抵抗を小さくでき高速にリフィルでき
るという効果を達成している。これは図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と支点３３とを配置しているた
めである。

【００７９】補足すれば、本構成の図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の面積中心位置３
より下流側で発生する液体の吐出に大きく寄与する圧
力、又は気泡を可動部材３１が受け、この圧力及び気泡
を吐出口側に導くことができ、吐出効率や吐出力を根本
的に向上させることができる。

【００８０】さらに、加えて上記気泡の上流側をも利用
して多くの効果を得ている。

【００８１】また、本構成においては可動部材３１の自
由端が瞬間的な機械的変位を行っていることも、液体の
吐出に対して有効に寄与している考えられる。 （実施例１）本実施例においても、主たる液体の吐出原
理については先の説明と同じである。なお、以下の実施
例（実施例およびその他の実施例）においては、第１液
路１４と第２液路１６とが、以下に説明するように分離
壁３０で区分されたヘッドを用いて説明するが、これに
限らず前述した原理説明のようなヘッドにおいても、本
発明を同様に適用することができる。

【００８２】本実施例の構成おいては、さらに次のよう
な有効な機能を兼ね備えている。すなわち、第１の液流
路１４の流抵抗を最小限にし、高速リファイルを達成す
ることである。本実施例では、先に述べた様に、可動部
材３１により、発散している圧を吐出口側へ向けること
ができるので、第１の液流路１４は、少なくとも第２の
位置まで変位した可動部材３１の自由端よりも吐出口側
だけに存在すればよい。また、そのような構成にするこ
とで、可動部材３１が、第２の位置まで変位する際、第
１の液流路天井から受ける反発力を少なくすることがで
きる。

【００８３】次に本実施例の更なる特徴的な構成と効果
について以下に説明する。

【００８４】図７は、可動部材３１の変位に対する、第
１の液流路１４の天井の影響について示す。（ａ）は、
可動部材３１が第２の位置に変位した時の、自由端側よ
り、下流側に第１の液流路１４がある場合、（ｂ）は、
第１の液流路１４が、可動部材３１の支点３３よりも上
流側まである場合を示す。可動部材３１は、変位する
際、共通液室１３又は第１の液流路１４の天井から変位
する方向と反対向きの反発力を受ける。従って、第１の
液流路１４は、（ａ）の構造の様に、可動部材３１が第
２の位置に変位した際の自由端位置よりも、下流側のみ
とするのが好ましい。

【００８５】図８〜図１２に、可動部材３１と、第１の
液流路１４及び第１の共通液室１３の例を示しており、
（ａ）が可動部材３１と第１の液流路１４及び可動部材
３１の支点３３を固定する柱５２または横壁５３の位置
関係を示すために、可動部材３１を第１の液流路側から
見た断面図を示しており、（ｂ）が第１の液流路１４の
横壁５３の形状を示すために、ノズルの横断面図を示し
ている。

【００８６】図８は、可動部材３１が第２の位置に変位
した際の自由端位置より上流側が、第１の共通液室１３
で、可動部材３１の支点３３を固定する柱５２を有する
ノズル構造を示している。

【００８７】このような構造であれば、可動部材３１が
変位する際、天井からの反発力は、無視できる程小さい
ので、発泡パワーをより効率よく吐出力に変換すること
ができる。なお、可動部材３１の支点３３が、第１の共
通液室３３に存在し、可動部材３１の素材によっては隣
接可動部材３１の影響を受けることもあるので、本実施
例の様に可動部材３１の支点３３を固定する方が望まし
い。

【００８８】図９は、第１の液流路１４が、先の実施例
と比べ、更に上流側まである例である。この場合、可動
部材３１の支点３３は固定されていないが、本実施例の
様に、可動部材３１の支点３３を、第１の共通液室３３
内に存在させるだけでも、リフィル向上、吐出効率向上
に充分な効果を発揮する。発泡液と吐出液が同一の液体
である図１３に示した、櫛歯状可動部材等を用いた液体
吐出ヘッドにおいても、効果がある。

【００８９】図１０は、第１の液流路１４の天井が、可
動部材３１が第２の位置に変位した自由端の位置より上
流側で高く、隣接ノズル間との第１液流路横壁５３は、
可動部材３１が最大変位した際の自由端と支点３３を結
んだ直線まで高さのあるノズル構造を示す、このような
構造であれば、第１の液流路１４に、延在する気泡が横
方向に逃げるのを防止する効果があるため、より一層効
率よく、発泡パワーを吐出力に変換することができる。

【００９０】図１１は、第１の液流路１４の第１液流路
横壁５３を、先の実施例に比べ、可動部材３１の支点３
３近くまで有する例である。本実施例の様に、第１の液
流路１４の天井を高くするだけでも、先の実施例と同
様、可動部材３１の反発力低減、リフィル向上、気泡の
横方向逃げ防止に効果を発揮する。

【００９１】図１２は、可動部材３１が最大変位する
際、自由端が、第１の共通液室３３に存在するノズル構
造の例である。本実施例のように、少なくとも静止時、
可動部材の自由端が、第１の液流路内に存在する構造に
するだけでも、リフィル向上、吐出効率向上に充分な効
果を発揮する。 （その他の実施例）以上、本発明の液体吐出ヘッドや液
体吐出方法の要部の実施例について説明を行ったが、以
下にこれらの実施例に好ましく適用できる実施態様例に
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流路形態の実施例と２流路形態の実施例の
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、両実施例に適用しうるものである。

【００９２】図１４を用いて本実施例の液体吐出ヘッド
の動作を説明する。

【００９３】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。発熱体２が発生した熱が、第２液流路１６の気泡発
生領域１１内の発泡液に作用することで、先の実施例で
説明したのと同様に発泡液にUSP4,723,129に記載されて
いるような膜沸騰現象に基づく気泡４０を発生させる。

【００９４】本実施例においては、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、気泡の成長をともなっ
て可動部材３１が図１４（ａ）の状態から図１４（ｂ）
のように第１液流路１４側に変位する。

【００９５】また、先の実施例と同様、気泡の発生に伴
い、可動部材３１が変位する際、可動部材３１には、変
位する方向と、反対向きの抵抗が働くが、図１４（ｃ）
の様に可動部材３１の支点が、第１の液流路１４内にあ
る場合と比べ、抵抗は充分小さい。また、リフィル性も
よいので、特に高い粘度の液体でも、吐出が可能とな
る。

【００９６】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１６とが大きく連通し、気泡の発生
に基づく圧力が第１液流路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。

【００９７】次に、気泡が収縮するに伴って可動部材３
１が図１４（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。本実施例においても、この吐出
液体の供給は前述の実施例と同様に可動部材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。

【００９８】＜可動部材および分離壁＞図１５は可動部
材３１の他の形状を示すもので、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。同図（ａ）は長方形の形状で
あり、（ｂ）は支点側が細くなっている形状で可動部材
の動作が容易な形状であり、同図（ｃ）は支点側が広く
なっており、可動部材の耐久性が向上する形状である。
動作の容易性と耐久性が良好な形状として、図１４
（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。

【００９９】先の実施例においては、板状可動部材３１
およびこの可動部材を有する分離壁３０は厚さ５μｍの
ニッケルで構成したが、これに限られることなく可動部
材、分離壁を構成する材質としては発泡液と吐出液に対
して耐溶剤性があり、可動部材として良好に動作するた
めの弾性を有し、微細なスリットが形成できるものであ
ればよい。

【０１００】可動部材３１の材料としては、耐久性の高
い、銀、ニッケル、金、鉄、チタン、アルミニュウム、
白金、タンタル、ステンレス、りん青銅等の金属、およ
びその合金、または、アクリロニトリル、ブタジエン、
スチレン等のニトリル基を有する樹脂、ポリアミド等の
アミド基を有する樹脂、ポリカーボネイト等のカルボキ
シル基を有する樹脂、ポリアセタール等のアルデヒド基
を持つ樹脂、ポリサルフォン等のスルホン基を持つ樹
脂、そのほか液晶ポリマー等の樹脂およびその化合物、
耐インク性の高い、金、タングステン、タンタル、ニッ
ケル、ステンレス、チタン等の金属、これらの合金およ
び耐インク性に関してはこれらを表面にコーティングし
たもの若しくは、ポリアミド等のアミド基を有する樹
脂、ポリアセタール等のアルデヒド基を持つ樹脂、ポリ
エーテルエーテルケトン等のケトン基を有する樹脂、ポ
リイミド等のイミド基を有する樹脂、フェノール樹脂等
の水酸基を有する樹脂、ポリエチレン等のエチル基を有
する樹脂、ポリプロピレン等のアルキル基を持つ樹脂、
エポキシ樹脂等のエポキシ基を持つ樹脂、メラミン樹脂
等のアミノ基を持つ樹脂、キシレン樹脂等のメチロール
基を持つ樹脂およびその化合物、さらに二酸化珪素等の
セラミックおよびその化合物が望ましい。

【０１０１】分離壁３０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（ＬＣ
Ｐ）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。

【０１０２】また、分離壁３０の厚さは、分離壁３０と
しての強度を達成でき、可動部材と３１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。

【０１０３】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。

【０１０４】本発明における可動部材３１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
（Ｗμｍ）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。

【０１０５】スリットを形成する可動部材３１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１４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。

【０１０６】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。

【０１０７】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％ないし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。

【０１０８】なお、上記構成例の実施では、粘性を変化
させても上限で１５％の発泡液の混合であり、５ｃｐｓ
以下の発泡液では、この混合比率は、駆動周波数にもよ
るが、１０％程度を上限とするものであった。

【０１０９】特に、吐出液の粘度を２０ｃｐｓ以下にす
ればする程、この混液は低減（例えば５％以下）でき
る。

【０１１０】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。

【０１１１】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
６に示すように、発熱体面積とインク吐出量は比例関係
にあるが、インク吐出に寄与しない非発泡有効領域Ｓが
存在していることがわかる。また、発熱体上のコゲの様
子から、この非発泡有効領域Ｓが発熱体の周囲に存在し
ていることがわかる。これらの結果から、発熱体周囲の
約４μｍ幅は、発泡に関与されていないとされている。

【０１１２】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。本実施例に
おいては、発泡有効領域を発熱体周囲から約４μｍ以上
内側としたが、発熱体の種類や形成方法によっては、こ
れに限定されるものではない。

【０１１３】＜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。

【０１１４】図１７は本発明の液体吐出ヘッドの縦断面
図を示したもので、図１７（ａ）は後述する保護膜があ
るヘッド、同図（ｂ）は保護膜がないものである。

【０１１５】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。

【０１１６】素子基板１には、シリコン等の基体１０７
に絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸化膜またはチ
ッ化シリコン膜１０６を成膜し、その上に発熱体を構成
するハフニュウムボライド（ＨｆＢ₂）、チッ化タンタ
ル（ＴａＮ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）等の電気抵
抗層１０５（０．０１〜０．２μｍ厚）とアルミニュウ
ム等の配線電極１０４（０．２〜１．０μｍ厚）を図１
３のようにパターニングされている。この２つの配線電
極１０４から抵抗層１０５に電圧を印加し、抵抗層に電
流を流し発熱させる。配線電極間の抵抗層上には、酸化
シリコンやチッ化シリコン等の保護層１０３を０．１〜
２．０μｍ厚で形成し、さらにそのうえにタンタル等の
耐キャビテーション層１０２（０．１〜０．６μｍ厚）
が成膜されており、インク等の各種の液体から抵抗層１
０５を保護している。

【０１１７】特に、気泡の発生、消泡の際に発生する圧
力や衝撃波は非常に強く、堅くてもろい酸化膜の耐久性
を著しく低下させるため、金属材料のタンタル（Ｔａ）
等が耐キャビテーション層１０２として用いられる。

【０１１８】また、液体、液流路構成、抵抗材料の組み
合わせにより、上述の抵抗層１０２に保護層１０３を必
要としない構成でもよくその例を図１７（ｂ）に示す。
このような保護層１０３を必要としない抵抗層１０５の
材料としてはイリジュウム−タンタル−アルミ合金等が
挙げられる。

【０１１９】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。

【０１２０】本実施例においては、発熱体として電気信
号に応じて発熱する抵抗層で構成された発熱部を有する
ものを用いたが、これに限られることなく、吐出液を吐
出させるのに十分な気泡を発泡液に生じさせるものであ
ればよい。例えば、発熱部としてレーザ等の光を受ける
ことで発熱するような光熱変換体や高周波を受けること
で発熱するような発熱部を有する発熱体でもよい。

【０１２１】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。

【０１２２】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１８で示されるような矩形パルスを印加し、配線電
極間の抵抗層１０５を急峻に発熱させる。前述の各実施
例のヘッドにおいては、それぞれ電圧２４Ｖ、パルス幅
７μｓｅｃ、電流１５０ｍＡ、電気信号を６ｋＨｚで加
えることで発熱体を駆動させ、前述のような動作によっ
て、吐出口から液体であるインクを吐出させた。しかし
ながら、駆動信号の条件はこれに限られることなく、発
泡液を適正に発泡させることができる駆動信号であれば
よい。

【０１２３】＜吐出液体、発泡液体＞先の実施例で説明
したように本発明においては、前述のような可動部材を
有する構成によって、従来の液体吐出ヘッドよりも高い
吐出力や吐出効率でしかも高速に液体を吐出することが
できる。本実施例の内、発泡液と吐出液とに同じ液体を
用いる場合には、発熱体から加えられる熱によって劣化
せずに、また加熱によって発熱体上に堆積物を生じにく
く、熱によって気化、凝縮の可逆的状態変化を行うこと
が可能であり、さらに液流路や可動部材や分離壁等を劣
化させない液体であれば種々の液体を用いることができ
る。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】本発明においては、吐出液と発泡液の両方
に用いることができる記録液体として以下のような組成
のインクを用いて記録を行ったが、吐出力の向上によっ
てインクの吐出速度が高くなったため、液滴の着弾精度
が向上し非常に良好な記録画像を得ることができる。

【０１３０】染料インク（粘度２ｃＰ）の組成 （Ｃ−１．フードブラック２）染料 ３重量％ ジエチレングリコール １０重量％ チオジグリコール ５重量％ エタノール ５重量％ 水 ７７重量％ また、発泡液と吐出液に以下に示すような組成の液体を
組み合せて吐出させて記録を行なった。その結果、従来
のヘッドでは困難であった１０ｃＰ粘度の液体はもちろ
ん１５０ｃＰという非常に高い粘度の液体で良好に吐出
でき、高画質な記録物を得ることができた。

【０１３１】発泡液１の組成 エタノール ４０重量％ 水 ６０重量％ 発泡液２の組成 水 １００重量％ 発泡液３の組成 イソピルアルコール １０重量％ 水 ９０重量％ 吐出液１顔料インク（粘度１５ｃＰ）の組成 カーボンブラック ５重量％ スチレンーアクリル酸ーアクリル酸エステル共重合体 １重量％ （酸価１４０、重量平均分子量８０００） モノエタノールアミン ０．２５重量％ グリセリン ６９重量％ チォジグリコール ５重量％ エタノール ３重量％ 水 １６．７５重量％ 吐出液２（粘度５５ｃＰ）の組成 ポリエチレングリコール２００ １００重量％ 吐出液３（粘度５５ｃＰ）の組成 ポリエチレングリコール６００ １００重量％ ところで、前述したような従来吐出されにくいとされて
いた液体の場合には、吐出速度が低いために、吐出方向
性のバラツキが助長され記録紙上のドットの着弾精度が
悪く、また吐出不安定による吐出量のバラツキが生じ、
これらのことで高品位画像が得られにくかった。しか
し、上述の実施例の構成においては、気泡の発生を発泡
液を用いることで充分に、しかも安定して行なうことが
できる。このことで、液滴の着弾精度の向上とインク吐
出量の安定化を図ることができ、記録画像品位を著しく
向上させることができた。

【０１３２】＜２流路構成のヘッド構造＞図１９は、本
発明の液体吐出ヘッドの内、２流路構成のヘッドの全体
構成を示した分解斜視図である。

【０１３３】アルミ等の支持体７０上に前述の素子基板
１が配されている。この上に第２液流路１６の壁および
第２の共通液室１７の壁が設けられており、その上に可
動部材３１を有する分離壁３０が設けられている。さら
に、この分離壁３０の上に第１の液流路１４を構成する
複数の溝、第１の共通液室１３、この第１の共通液室１
３に第１の液体を供給するための供給路２０および第２
の共通液室１７に第２の液体を供給するための供給路２
１が設けられた溝付部材５０が設けられており、このよ
うな構成によって２流路の液体吐出ヘッドを構成してい
る。

【０１３４】＜液体吐出装置＞図２０は、前述の液体噴
射ヘッドを搭載した液体吐出装置の概略構成を示してい
る。本実施例では、特に吐出液体としてインクを用いた
インク吐出記録装置を用いて説明する。液体吐出装置の
キャリッジＨＣは、インクを収容する液体タンク部９０
と、液体吐出ヘッド部２００とが着脱可能なヘッドカー
トリッジを搭載しており、被記録媒体搬送手段で搬送さ
れる記録紙等の被記録媒体１５０の幅方向に往復移動す
る。

【０１３５】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。

【０１３６】また、本実施例の液体吐出装置において
は、被記録媒体搬送手段とキャリッジを駆動するための
駆動源としてのモータ１１１、駆動源からの動力をキャ
リッジに伝えるためのギア１１２、１１３、キャリッジ
軸１１５等を有している。この記録装置およびこの記録
装置で行う液体吐出方法によって、各種の被記録媒体に
対して液体を吐出することで良好な画像の記録物を得る
ことができた。

【０１３７】図２１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。

【０１３８】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。

【０１３９】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。

【０１４０】上述のような記録装置に適用でき、インク
等の液体の付与が行われる被記録媒体としては、各種の
紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板等に用
いられるプラスチック材、布帛、アルミニウムや銅等の
金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板等
の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ等
の三次元構造体等を対象とすることができる。

【０１４１】また、上述の記録装置として、各種の紙や
ＯＨＰシート等に対して記録を行うプリンタ装置、コン
パクトディスク等のプラスチック材に記録を行うプラス
チック用記録装置、金属板に記録を行う金属用記録装
置、皮革に記録を行う皮革用記録装置、木材に記録を行
う木材用記録装置、セラミックス材に記録を行うセラミ
ックス用記録装置、スポンジ等の三次元網状構造体に対
して記録を行う記録装置、また布帛に記録を行う捺染装
置等をも含むものである。

【０１４２】また、これらの液体吐出装置に用いる吐出
液としては、それぞれの被記録媒体や記録条件に合わせ
た液体を用いればよい。

【０１４３】なお、本発明は、ヒータ面に対向する位置
に吐出口を有するサイドシュータータイプにも適用可能
な発明であることは言うまでもない。

【０１４４】

【発明の効果】上述のように、吐出力発生領域に、気泡
発生に伴う圧力によって吐出方向に開口する片持梁状の
可動部材を設け、可動部材の支点を第１の共通液室に存
在せることで、前述のように発生した圧力を可動部材の
変位をさまたげることなく効率的に吐出方向に向わせる
ことができ、また、バック波の影響をも防止し、第１の
液流路の流れ抵抗を最小限にすることができるため、吐
出液体のリフィルを向上させつつ、高吐出効率、高吐出
圧で液体を吐出することができる。特に、液体の吐出を
行なう第１の液流路と、気泡の発生を行なう第２の液流
路とを別流路とし、発泡が行なわれる部分を供給路を有
する室状とすることで発泡効率の向上と上記効果をさら
に高めることができる。

【０１４５】また、上述したような、可動部材を用いる
新規な吐出原理に基づく本発明の液体吐出ヘッドによる
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ヘ
ッドに比べて吐出効率を向上できる。

【０１４６】また、本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。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。

【０１４７】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。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】さらに、高粘度であるため塗布等の方法で
しか付与できなかった液体を被記録媒体にドット単位で
付与することができるため、高い品位の記録物を得るこ
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】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。

【図７】本発明の液体吐出ヘッドにおける可動部材が液
流路の天井から受ける反発力を示す模式的断面図であ
る。

【図８】本発明の実施例における液体吐出ヘッドの模式
的断面図である。

【図９】本発明の実施例における液体吐出ヘッドの模式
的断面図である。

【図１０】本発明の実施例における液体吐出ヘッドの模
式的断面図である。

【図１１】本発明の実施例における液体吐出ヘッドの模
式的断面図である。

【図１２】本発明の実施例における液体吐出ヘッドの模
式的断面図である。

【図１３】櫛歯状可動部材を説明するための図である。

【図１４】可動部材の動作を説明するための図である。

【図１５】可動部材の他の形状を説明するための図であ
る。

【図１６】発熱体面積とインク吐出量の関係を示す図で
ある。

【図１７】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。

【図１８】駆動パルスの形状を示す模式図である。

【図１９】本発明のヘッドの分解斜視図である。

【図２０】液体吐出装置の概略構成図である。

【図２１】装置ブロック図である。

【符号の説明】

１ 素子基板 ２ 発熱体 ３ 面積中心 ５ 配線電極 １０ 液流路 １１ 気泡発生領域 １２ 供給路 １３ 第１共通液室（共通液室） １４ 第１液流路 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 ３０ 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 ４０ 気泡 ５０ 溝付き部材 ５１ オリフィスプレート ５２ 柱 ５３ 第１液流路横壁 ５４ 液室 ５５ 弁

フロントページの続き (72)発明者 石永 博之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 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) 特開 平５−124189（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/01 B41J 2/175

Claims (57)

(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
   発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域に面して
   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、該可動部材は、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
   って、 前記吐出口と連通している複数の第１の液流路を有し、 前記第１の液流路に液体を供給する第１の共通液室は、
   前記第１の液流路より静止状態の可動部材を含む面と垂
   直方向に高く、前記可動部材の支点が、前記第１の共通
   液室に存在し、静止状態における自由端が、前記第１の
   液流路内に存在する液体吐出ヘッド。
2. 【請求項２】 前記可動部材が最大変位した時、該可動
   部材の自由端と、前記第１の液流路の天井が接触する請
   求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 【請求項３】 前記可動部材が最大変位した時の自由端
   より下流側に第１の液流路を有する請求項１に記載の液
   体吐出ヘッド。
4. 【請求項４】 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
   の液体吐出ヘッド。
5. 【請求項５】 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の液体吐出ヘ
   ッド。
6. 【請求項６】 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、を有する液体吐出ヘッ
   ドであって、 前記液流路は、前記吐出口と連通している複数の第１の
   液流路を含み、 前記第１の液流路に液体を供給する第１の共通液室は、
   前記第１の液流路より静止状態の可動部材を含む面と垂
   直方向に高く、前記可動部材の支点が、前記第１の共通
   液室に存在し、静止状態における自由端が、前記第１の
   液流路内に存在する液体吐出ヘッド。
7. 【請求項７】 前記可動部材が最大変位した時、該可動
   部材の自由端と、前記第１の液流路の天井が接触する請
   求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 【請求項８】 前記可動部材が最大変位した時の自由端
   より下流側に第１の液流路を有する請求項６に記載の液
   体吐出ヘッド。
9. 【請求項９】 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、を有する液体吐出ヘッドであっ
   て、 前記吐出口と連通している複数の第１の液流路を有し、 前記第１の液流路に液体を供給する第１の共通液室は、
   前記第１の液流路より静止状態の可動部材を含む面と垂
   直方向に高く、前記可動部材の支点が、前記第１の共通
   液室に存在し、静止状態における自由端が、前記第１の
   液流路内に存在する液体吐出ヘッド。
10. 【請求項１０】 前記可動部材が最大変位した時、該可
    動部材の自由端と、前記第１の液流路の天井が接触する
    請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
11. 【請求項１１】 前記可動部材が最大変位した時の自由
    端より下流側に第１の液流路を有する請求項９に記載の
    液体吐出ヘッド。
12. 【請求項１２】 吐出口に連通した複数の第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
    材とを有する液体吐出ヘッドであって、 前記第１の液流路に液体を供給する第１の共通液室は、
    前記第１の液流路より静止状態の可動部材を含む面と垂
    直方向に高く、前記可動部材の支点が、前記第１の共通
    液室に存在し、静止状態における自由端が、前記第１の
    液流路内に存在する液体吐出ヘッド。
13. 【請求項１３】 前記可動部材が最大変位した時、該可
    動部材の自由端と、前記第１の液流路の天井が接触する
    請求項１２に記載の液体吐出ヘッド。
14. 【請求項１４】 前記可動部材が最大変位した時の自由
    端より下流側に第１の液流路を有する請求項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もしくは請求項１２の液体吐
    出ヘッド。
16. 【請求項１６】 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６、請求項９もし
    くは請求項１５の液体吐出ヘッド。
17. 【請求項１７】 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１５の液体吐出ヘッド。
18. 【請求項１８】 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６、請求項９もしくは請求項１７の液体吐出ヘッ
    ド。
19. 【請求項１９】 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６、請求項９もしくは請求項１５の液体吐出ヘッ
    ド。
20. 【請求項２０】 前記可動部材は板状である請求項６、
    請求項９若しくは請求項１５の液体吐出ヘッド。
21. 【請求項２１】 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２０の液体吐出ヘッド。
22. 【請求項２２】 前記発熱体の全面が前記可動部材に面
    している請求項２０の液体吐出ヘッド。
23. 【請求項２３】 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２０の液体吐出ヘッド。
24. 【請求項２４】 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２０の液体吐出
    ヘッド。
25. 【請求項２５】 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
    ２０の液体吐出ヘッド。
26. 【請求項２６】 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２０の液体吐出ヘ
    ッド。
27. 【請求項２７】 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１２の液体吐出ヘッド。
28. 【請求項２８】 前記分離壁は、金属材料で構成されて
    いる請求項２７の液体吐出ヘッド。
29. 【請求項２９】 前記金属材料は、ニッケル若しくは金
    である請求項２８の液体吐出ヘッド。
30. 【請求項３０】 前記分離壁は、樹脂で構成されている
    請求項２７の液体吐出ヘッド。
31. 【請求項３１】 前記分離壁は、セラミックスで構成さ
    れている請求項２７の液体吐出ヘッド。
32. 【請求項３２】 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１２の液体吐出ヘッド。
33. 【請求項３３】 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素子基板と、 前記溝付き部材と該素子基板との間に配され、前記発熱
    体に対応しており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、を有する液体吐出ヘッドであって、 前記第２の液流路の複数に液体を供給するための第２の
    共通液室を有し、 前記第１の共通液室は、前記第１の液流路より静止状態
    の可動部材を含む面と垂直方向に高く、前記可動部材の
    支点が、前記第１の共通液室に存在し、静止状態におけ
    る自由端が、前記第１の液流路内に存在する液体吐出ヘ
    ッド。
34. 【請求項３４】 前記可動部材が最大変位した時、該可
    動部材の自由端と、前記第１の液流路の天井が接触する
    請求項３３に記載の液体吐出ヘッド。
35. 【請求項３５】 前記可動部材が最大変位した時の自由
    端より下流側に第１の液流路を有する請求項３３に記載
    の液体吐出ヘッド。
36. 【請求項３６】 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３３の液体吐出ヘ
    ッド。
37. 【請求項３７】 前記溝付き部材には、前記第１の共通
    液室に液体を導入するための第１導入路と、前記第２の
    共通液室に液体を導入するための第２導入路とを有する
    請求項３３の液体吐出ヘッド。
38. 【請求項３８】 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１２若しくは請求項３３の液体吐出ヘッド。
39. 【請求項３９】 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１２若しくは請求項３３の液体吐出ヘッド。
40. 【請求項４０】 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６、請求項９、もしくは請求項１５の液体吐出ヘッ
    ド。
41. 【請求項４１】 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３３の液体吐出ヘッド。
42. 【請求項４２】 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４０もしくは請求
    項４１の液体吐出ヘッド。
43. 【請求項４３】 複数の前記電気熱変換体が配されてい
    る素子基板上に、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４０の液体
    吐出ヘッド。
44. 【請求項４４】 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４１の液体吐出ヘッド。
45. 【請求項４５】 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の液流路の形状は室形状である請
    求項１２もしくは請求項３３の液体吐出ヘッド。
46. 【請求項４６】 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６、請求項９、請
    求項１５もしくは請求項３３の液体吐出ヘッド。
47. 【請求項４７】 前記吐出口から吐出される液体はイン
    クである請求項６、請求項９、請求項１５もしくは請求
    項３３の液体吐出ヘッド。
48. 【請求項４８】 請求項１ないし４７のいずれか１項に
    記載の液体吐出ヘッドを用いることを特徴とする液体吐
    出記録方法。
49. 【請求項４９】 請求項１ないし４７のいずれか１項に
    記載の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドから液体を
    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。
50. 【請求項５０】 請求項１ないし４７のいずれか１項に
    記載の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドから吐出さ
    れた液体を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送
    手段と、を有する液体吐出装置。
51. 【請求項５１】 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なうこ
    とを特徴とする請求項４９または５０に記載の液体吐出
    装置。
52. 【請求項５２】 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なう
    ことを特徴とする請求項４９または５０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、プラスチックに記録液体を付着させることで記録
    を行なうことを特徴とする請求項４９または５０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、金属に記録液体を付着させることで記録を行なう
    ことを特徴とする請求項４９または５０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、木材に記録液体を付着させることで記録を行なう
    ことを特徴とする請求項４９または５０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、皮革に記録液体を付着させることで記録を行なう
    ことを特徴とする請求項４９または５０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なう請求項４９または５
    ０に記載の液体吐出装置。