JP3472080B2 - 液体吐出方法、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドカートリッジおよびインクジェット記録装置 - 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、液滴を吐出するイ
ンクジェット記録方法によって代表される液体吐出方法
と、このインクジェット記録ヘッドによって代表される
液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドカートリッジと、イ
ンクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタや複写機、あるいはファクシミ
リやプロッタなどの記録を行う装置での記録方法とし
て、ノズル（吐出口）から微小なインク液滴を吐出して
文字や図形等の記録を行うインクジェット記録方法が注
目を浴びている。インクジェット記録方法は、高精細な
画像の出力、高速印字が可能であるという優れた利点を
有している。特に、電気熱変換体（以下、ヒータともい
う）等により液体中に気泡を発生させ、この生成したバ
ブル（気泡）圧を用いる方法、いわゆるバブルジェット
方法（特公昭６１−５９９１１〜４号）は、装置の小型
化、画像の高密度化が容易であるなどの特徴を有してい
る。

【０００３】ところで、バブル圧によってノズルから吐
出される液体はインク液に限定されるものではなく、そ
の他の液体を吐出することも可能である。そこで本明細
書では、インクに限らず液体一般を吐出させる方法を液
体吐出方法と呼び、液体吐出方法の中で、インク液を被
記録媒体に吐出して記録を行う方法をインクジェット記
録方法と呼ぶことにする。

【０００４】インクジェット記録の分野においては、記
録のカラー化の要求が高い。カラー化の要求を満足する
インクジェット記録装置の構成として、例えば、各色の
インクジェット記録ヘッドを色ごとにキャリッジ上に走
査方向に沿って並列に配列させてカラー記録を行うも
の、あるいはカラー記録のために用いられるイエロー、
マゼンタ、シアンの各色のインクを収納するインクタン
クとこれらのインクを吐出する記録ヘッドとを並列に並
べて一体化したカラーインクジェット記録ヘッドとブラ
ックのみ単独のインクジェット記録ヘッドとをキャリッ
ジ上に配置しカラー記録を行うもの、等が採用されてい
る。

【０００５】図２０は、電気熱変換体を用いて気泡を発
生させインク液滴を吐出する従来のバブルジェット方式
の記録ヘッドのインク流路部の模式的断面図である。イ
ンク流路９２内にはヒータ部９１が埋設されており、イ
ンク流路９２の一端は吐出口９３に連通するとともに、
インク流路９２内にはインクが満たされている。ヒータ
部９１で発生した熱がインク流路９２内に満たされたイ
ンクに作用することで、ヒータ部９１上のインクが急激
な状態変化（発泡現象）を起こし、インク流路９２内の
一部のインクが吐出口９３から被記録媒体へと吐出・飛
翔して記録が行われる。ヒータ部９１の発熱により生じ
た泡はヒータ部９１による加熱が終わるとともに縮小消
滅し、再びインク流路内９２はインクで満たされた状態
となる（インクのリフィル過程）。

【０００６】しかしながら、図２０で示されるような従
来の記録ヘッドにおいては発泡した泡が必要以上に大き
くなってしまうことがあり、この場合消泡に時間を要し
てしまう。また、発泡時のエネルギーがヒータ部９１か
ら吐出口９３の方向（Ｑ方向）に伝わると同時にインク
の供給側である上流側（Ｐ方向）にも大きく伝わってし
まうため、インク流路９２内を再度インクで満たす（リ
フィル）のに時間を要するという解決すべき課題があ
る。気泡の発生に伴って上流側に伝搬する圧力波をここ
ではバック波と呼ぶ。

【０００７】図２０に示すような流路構成の記録ヘッド
は、これまでのような記録装置での印字速度には対応で
きていたが、近年の、さらなる高速記録が要望される記
録装置においては、印字速度にインクのリフィル時間が
間に合わなくなり、インクの不吐出を生じてしまうこと
があった。

【０００８】また、通常のインクジェット記録ヘッドに
は複数のインク流路にインクを供給するための共通液室
が流路の上流側に設けられるが、このようなバック波が
インクの上流側に強く伝わると、共通液室を介してこの
バック波が他のインク流路に伝搬し、その流路でインク
の吐出状態に悪影響を及ぼしてしまうことがある。

【０００９】以上述べた、リフィル時間がかかることや
バック波による悪影響があることは、インクジェット記
録ヘッドに限定されることなく、気泡を利用して液滴を
吐出する液体吐出ヘッドに対して一般的に当てはまる解
決すべき課題となっていた。

【００１０】このような課題を解決するために従来より
種々の提案がなされている。以下にインクジェット記録
ヘッドに対して試みられた各提案を説明するが、以下の
構成が液体吐出ヘッド一般に適用し得るものであること
は明らかである。

【００１１】例えば、特開昭５５−１００１６９号公報
に記載されるように、インク流路中の熱エネルギーを発
生するヒータ部のより上流側に、流体抵抗部を備える構
成が知られている。かかるインクジェット記録ヘッドの
構造を図２１に示す。図２１に示すように、インクを吐
出する吐出口９０１に連通するインク流路９０２内に
は、インク流路９０２の一端の流入開口９０３からイン
ク９０４が流入する。このインク流路９０２の他端の吐
出口９０１の近傍には、気泡を形成してインクを吐出す
るために利用される熱エネルギーを発生するヒータ９０
５が壁面に配設されており、このヒータ９０５が配設さ
れている壁面のヒータ９０５より上流側（流入開口９０
３側）には、障壁９０６が突設されている。かかる記録
ヘッドにおいて、ヒータ９０５に電気信号が入力する
と、インク９０４内に気泡が発生してこの作用によって
インク滴９０７が吐出口９０１から被記録媒体９０８に
向けて吐出される。同時に、気泡による作用力は反吐出
方向（流入開口９０３の方向）にも作用するが、反吐出
方向に設けられている障壁９０６のため、吐出方向に向
かう流体抵抗より反吐出方向に向かう流体抵抗の方が大
きくなり、気泡による作用力は有効にインク滴９０７の
吐出のために利用される。

【００１２】また、このようなヒーターより上流側への
エネルギー損失を防止する方法として、特開昭５９−１
９９２５６号公報には、吐出に直接関与する吐出エネル
ギー発生手段のほかに、吐出に直接関与しない第２のエ
ネルギー発生手段を設ける方法が開示されている。第２
のエネルギー発生手段を使用することで、吐出エネルギ
ー発生手段で発生したエネルギーの後方への損失の防止
が図られる。

【００１３】また、特開昭６２−２４０５５８号公報に
は、特開昭５９−１９９２５６号公報のヒータ配置に加
えて、さらに液室内に加熱手段を設ける方法が開示され
ている。

【００１４】特開昭６３−１０２９４５号公報には、吐
出を制御するための吐出ヒータとは別に第２のエネルギ
ー発生手段を流路とは交差するように設け、この第２の
エネルギー発生手段の流路巾方向の成分が流路巾よりも
大きくなるようにする構造が開示されている。

【００１５】さらに、特開昭６３−１９７６５２号公報
あるいは特開昭６３−１９９９７２号公報には、吐出エ
ネルギーの損失を防止するために、弁機構を流体抵抗素
子として利用することが開示されている。これらの公報
に開示されている流路構造は、図２２(a),(b)に示され
ているものである。この記録ヘッドでは、基板９１１上
に、インク流路９１３ごとに対応して、気泡を形成する
ための電気熱変換体９１２が設けられており、各インク
流路９１３の一端はそれぞれ吐出口９１５であって、他
端は共通液室９１６に共通に接続している。弁機構９１
４は、インク流路９１３の天井に貼り付いたような初期
位置を有し、電気熱変換体９１２の近傍の熱作用領域
（電気熱変換体の面方向への投影空間）よりもインクの
流れ方向に対して上流側に設けられ、バック波によって
開く構造になっている。この記録ヘッドは、バック波の
より上流側への伝搬を防止するように弁機構９１４を動
作させ、これによって吐出エネルギーの損失を防止しよ
うとしたものである。

【００１６】また、上述した電気熱変換体や電気機械変
換体（ピエゾ素子など）等を液体の輸送機構として用
い、上述したバック波等の、所望の液体移動方向とは逆
の方向への液体の移動を抑制するための流体抵抗素子を
設けた液体輸送方法や装置も提案されている。すなわ
ち、何らかの機構によって液体を一方向に駆動すること
がものであれば、ここでいう液体輸送装置に該当する。
液体輸送装置という観点から見れば、インクジェット記
録ヘッドは、電気熱変換体を用いて気泡を発生させるか
どうかによらず、インクタンクから吐出口に向けて液体
を輸送し、所定の吐出圧でインクを吐出口から吐出する
ものであるということができる。例えば、上述の特開昭
６３−１９７６５２号公報あるいは特開昭６３−１９９
９７２号公報に記載された弁機構を設けたインクジェッ
ト記録ヘッドは、電気熱変換体を液体の輸送機構として
用い、弁機構によってインク流れを一方向に制御しよう
としたものとみることも可能である。同様に、ピエゾ素
子を用いて一方向への液体の流れを実現することも試み
られている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５５−１００１６９号公報に記載されているように流体
抵抗部を設ける場合には、設けない場合に比べて、比較
的低い駆動周波数で吐出させる場合には、前述したよう
に、液流路内に設けた障壁（液体抵抗部）の作用でバッ
ク波の影響はある程度防止できるが、それよりも高周波
数で吐出させる場合には、障壁の上部からのバック波の
影響が避けられず、かつ、リフィルもこの障壁に邪魔さ
れて遅れてしまう。さらには、ノズル内の液の振動を制
御できず、繰り返しての適正な吐出ができないという問
題点が生じる。

【００１８】また、特開昭５９−１９９２５６号公報、
特開昭６２−２４０５５８号、特開昭６３−１０２９４
５号公報に記載の技術は、液滴吐出用のヒータの他に、
バック波制御用のヒータを設け、バック波制御用のヒー
タで発生する気泡によって、後方へのバック波の伝搬を
制御しようとするものである。これらの構成の場合、イ
ンク液滴吐出のためのヒータ発泡の発泡圧を十分にとる
必要がある場合には、バック波制御用のヒータを十分に
大きくしないと、吐出のための発泡圧にバック波制御用
のヒータの発泡圧が負けてしまうことになる。十分なバ
ック波制御のためにバック波制御用のヒータを大きくす
ると、全体の液流路長が長くなり、かえってリフィルが
遅くなる領域ができてしまうという問題点が生じる。

【００１９】また、特開昭６３−１９７６５２号公報あ
るいは特開昭６３−１９９９７２号公報に記載されてい
るようにバック波によって開く構造の弁機構を設けた場
合には、吐出のための気泡は液流路上流側にも当然のご
とく成長し、その過程で液流路上部に配された弁機構
が、成長する気泡の流れに対応しながら（流されなが
ら）動くことになる。すなわち、弁機構９１４が図２２
(b)で示される位置にまで開口するまでには気泡の成長
過程の大半の時間が過ぎてしまうことになる。そのた
め、本来の目的であるバック波を抑制して吐出エネルギ
ーの損失を充分に防止することができない場合がある。
特に、高い駆動周波数で吐出するような記録装置に適用
した場合、その周波数に対応できなくなってしまうおそ
れがある。

【００２０】本発明の主たる目的は、吐出エネルギー発
生素子より上流方向への液体の移動を実質的に抑制する
とともに、リフィル効率を向上できる液体吐出方法を提
供することにある。

【００２１】さらに、本発明の第２の目的は、インクな
どの吐出液体のリフィル特性を向上させ、吐出効率や吐
出力が向上し、インクジェット記録に応用した場合には
高速かつ高品位の印字が可能な液体吐出方法及び液体吐
出ヘッドを提供し、さらにこれら液体吐出方法あるいは
液体吐出ヘッドを利用したインクジェット記録装置を提
供することにある。

【００２２】

【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主たる要件は以下のようなものであ
る。

【００２３】吐出口に連通し液体を吐出するためのエネ
ルギーを前記液体に作用させる吐出エネルギー発生素子
が設けられた第１の液流路と、該第１の液流路に連通し
前記吐出エネルギー発生素子より上流に流体素子が設け
られた第２の液流路と、を有し、前記流体素子が気泡の
発生する気泡発生領域と、該気泡発生領域に面して設け
られ支点及び該支点より下流に配された自由端を備えた
可動部材と、を有する液体吐出ヘッドを用いて前記吐出
口から液体を吐出する液体吐出方法であって、前記吐出
エネルギー発生素子を駆動することで前記吐出口から液
体を吐出するステップと、前記気泡発生領域に気泡を発
生させることにより前記可動部材の前記自由端を前記第
１の液流路側に変位させて前記吐出エネルギー発生素子
の駆動によって生じる上流側への液体の流れを抑制する
ステップと、を有する液体吐出方法。

【００２４】吐出口に連通し液体を吐出するためのエネ
ルギーを前記液体に作用させる吐出エネルギー発生素子
が設けられた第１の液流路と、該第１の液流路に連通し
前記吐出エネルギー発生素子より上流に流体素子が設け
られた第２の液流路と、を有する液体吐出ヘッドであっ
て、前記流体素子は、気泡を発生する気泡発生領域と、
該気泡発生領域に面して設けられ支点及び該支点より下
流に配された自由端を備えた可動部材と、を有してお
り、前記気泡発生領域に気泡を発生させることにより前
記可動部材の前記自由端を前記第１の液流路側に変位さ
せて前記吐出エネルギー発生素子の駆動によって生じる
上流側への液体の流れを抑制する液体吐出ヘッド。

【００２５】上述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液体吐
出ヘッドカートリッジ。

【００２６】上述の液体吐出ヘッドと前記液体吐出ヘッ
ドから吐出されたインクを受ける被記録媒体を搬送する
手段とを有するインクジェット記録装置。

【００２７】本発明の液体吐出方法等によると液体を吐
出するための液体吐出エネルギー発生素子より上流に設
けられた流体素子を構成する可動部材を所望のタイミン
グで変位させることによって、吐出エネルギー発生素子
より上流側への液体の流れを抑制することができると共
に、気泡発生領域での気泡の消泡過程による可動部材が
定常位置への復帰動作に伴って上流側から液体を、急速
に供給することができる。また、可動部材を変位させる
ことでバック波を防止しつつもリフィル時には可動部材
が定常位置に復帰するため、リフィル時のに流路口径を
狭めることがなく最大状態とすることができるのでリフ
ィルを極めて容易になすことができる。

【００２８】また、第１の液流路内の吐出液と、可動部
材を駆動するための第２の液流路内の発泡液とを異なる
液体で構成する場合には、それぞれの液流路に対応する
気泡発生領域（ヒータ）上での発泡条件を異ならすこと
ができるため、各気泡発生領域での発泡タイミングを異
ならすことができる。その結果、可動部材を変位させる
タイミングを任意に設定できるため、液体の吐出状態、
液体のリフィルを個別にある程度設定可能である。その
結果、特に同一構成の流路構造のヘッドであっても、吐
出液（インク）の違いによってそれぞれ最適な駆動条件
を設定することができるため、特に多色カラー記録用の
インクジェット記録ヘッドの場合、高速、高画質化がな
される。

【００２９】また、さらに、吐出のための第１の気泡発
生領域上での消泡位置をコントロールすることができる
ため、キャビテーションによるヒータ断線までの寿命を
延ばすことができ、高寿命の液体吐出ヘッドを提供でき
る。

【００３０】なお、本明細書での説明に用いる「上
流」、「下流」は、液体の供給源から気泡発生領域を経
て吐出口へ向う液体の流れ方向に関して、または、この
構成上の方向に関しての表現として、表わされている。
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、または、発
熱体の面積中心よりも下流側の領域で発生する気泡を意
味する。

【００３１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。以下では、本発明の実施
の形態として、インクジェット記録方法及びインクジェ
ット記録ヘッドの場合を例に挙げて説明するが、吐出す
る液体をインク以外の液体とすることによって本発明は
液体吐出方法及び液体吐出ヘッドに一般的に適用できる
ものである。

【００３２】《第１の実施の形態》図１は本発明の第１
の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの液流
路の断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ'線に沿う断面
構成をＸ方向から見た断面図であり、図３は図１のＢ−
Ｂ'線に沿う断面構成をＸ方向から見た断面図であり、
図４は図１のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成をＹ方向から見
た断面図である。

【００３３】インク液滴を吐出するための吐出口３に連
通して第１の液流路（インク液流路あるいは吐出液流
路）４が形成されており、第１の液流路４の他端は第１
の共通液室（インク用の共通液室）１１につながってい
る。吐出口３の形成部位を除いた、第１の液流路４の底
面は基板１によって構成されており、基板１の表面には
第１の液流路４に対応して、吐出エネルギー発生素子と
して第１の液流路４内の液体（インク）に気泡を発生さ
せるための熱エネルギーを発生する電気熱変換体（ヒー
タ）５が形成されている。なお、このヒータ上の流路部
分が気泡発生領域となっている。第１の液流路４の側面
及び上面と吐出口３は、ポリサルフォンなどの成型品を
レーザ加工した溝付天板２によって一体的に構成されて
いる。

【００３４】第１の液流路４の底面のヒータ５よりもイ
ンクの流れ上流側の部位には、第１の液流路４に沿うよ
うに発泡液用の第２の液流路（発泡液流路）６が配置さ
れている。第１の液流路４と第２の液流路６との間は、
流体素子を構成する金属等の弾性を有する材料で構成さ
れた分離壁８で仕切られており、第１の液流路４内のイ
ンクと第２の液流路６内の発泡液とを区別している。な
お、第１の液流路内の液体と第２の液流路内の液体とし
て同じ液体を用いる場合は、両流路の仕切りは完全でな
くてもよい。第２の液流路６は、吐出口３が設けられて
いる方向とは反対側に延びて第２の共通液室（発泡液用
の共通液室）１２に接続している。また、第２の液流路
６の底面には、発泡液を加熱して発泡させるための流体
素子を構成する発熱体７が形成されている。この発熱体
７も、上述のヒータ５と同様に、電気エネルギーを熱エ
ネルギーに変換する電気熱変換体によって構成されてい
る。なお、この発熱体上の第２の液流路部分が気泡発生
領域となる。さらに、発熱体７面方向上方への投影空間
に位置する部分の分離壁８には、コの字型のスリット１
０が設けられており、スリット１０で三方を囲まれた部
分の分離壁８が可動部材９を構成するようになってい
る。具体的には、可動部材９は、吐出口３側（インクの
流れ下流側）が自由端で、共通液室１１,１２側に支点
が位置する片持ち梁形状である。このように構成するこ
とにより、後述するように、発熱体７の部分に存在する
発泡液の発泡によって、可動部材９は、第１の液流路４
側に開口、変位するように動作する（図中矢印方向）。
定常状態では、可動部材９は、分離壁８の可動部材９以
外の部分と同一平面内にある。

【００３５】第２の液流路６は、発熱体７の前後で狭窄
部１３が形成されており、発泡時の圧力が第２の液流路
６を伝わって共通液室１２側などに逃げることが抑制さ
れるような室（発泡室）構造となっている。従来のイン
クジェット記録ヘッドにおいては、発泡する流路と液体
とを吐出するための流路とを同一にし発熱体より液室側
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
設ける場合には、吐出する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。しかしながら本実施の形態の
インクジェット記録ヘッドの場合には、吐出口３から吐
出される液体のほとんどは第１の液流路４内のインク
（吐出液）であって、発熱体７が設けられた第２の液流
路６内の発泡液はあまり消費されないため、第２の液流
路６の吐出圧発生部への発泡液の充填量は少なくてよ
い。したがって、上述の狭窄部１３における間隔を数μ
ｍ〜１０数μｍと非常に狭くでき、第２の液流路６で発
生した発泡時の圧力をあまり周囲に逃がさず、集中して
可動部材９側に向けることができる。この圧力を可動部
材９を介して吐出圧力として利用す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。ただし、第２の
液流路６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９側に伝えられ
る形状であればよい。

【００３６】上述の構成において第１の液流路４内の吐
出エネルギー発生素子としてのヒータ５は第１の気泡発
生領域を構成し、第２の液流路６内の発熱体７は第２の
気泡発生領域を構成している。

【００３７】実際には１個のインクジェット記録ヘッド
には複数の吐出口が設けられるが、本実施の形態では吐
出口３ごとに第１の液流路４、ヒータ５、第２の液流路
６、発熱体７及び可動部材９がそれぞれ１つずつ設けら
れるようにしている。そして複数の吐出口３と吐出口３
にそれぞれ連通する第１の液流路４が形成された溝付天
板２と、吐出口３の数に見合う数のヒータ５や発熱体７
が設けられた基板１と、吐出口３に見合う数のスリット
１０（すなわち可動部材９）が形成された分離壁８とを
用意し、共通液室１１,１２側の部分で分離壁８を挟む
ようにして溝付天板２と基板１とを接合することにより
インクジェット記録ヘッドを完成させている。本実施例
の分離壁８には隣接する第２の液流路６間を隔てるため
の隔壁も形成されている。第２の液流路６間の隔壁と、
第１の液流路４及び第２の液流路６を隔てる分離壁８と
を個別に形成し、これらを接合することによって第２の
液流路６が形成されるようにしてもよい。

【００３８】以下、分離壁８すなわち可動部材９を構成
するための材料について説明する。材質に関しては、可
動部材としての機能を果たすものであれば、ニッケルに
限定されるものではない。すなわち、分離壁８を構成す
る材料は、発泡液とインク（吐出液）に対して耐性があ
り、可動部材９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。こ
れらの材料としては、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、好ましいものとして例示される。また、分
離壁８の厚みや可動部材９としての形状に関しても、発
熱体７のサイズとの組み合わせによって、十分機能を果
たすだけの変位を行うものであれば、本実施例に限定さ
れるものではないが、大まかには、０.５μｍ〜１０μ
ｍが望ましい。

【００３９】可動部材９を形成するためのスリット１０
の幅は、本実施の形態ではでは２μｍとしたが、発泡液
と吐出液とが異なる液体であり、両液体の混合を防止し
たい場合は、スリット幅を両者の液体間で安定したメニ
スカスを形成する程度の間隔とし、各々液体同士の流通
を抑制すればよい。

【００４０】本実施の形態においては、ヒータ５及び発
熱体７として、電気信号に応じて発熱するホウ化ハフニ
ウムや窒化タンタル等の発熱抵抗体を発熱部として有す
るものを用いたが、これに限られるものではなく、発泡
液やインクに対して充分な気泡の発生を生じさせるもの
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を有するものをヒ
ータ５や発熱体７として用いてもよい。なお、ヒータ５
や発熱体７は、発熱部だけでなく発熱部を液体から保護
する保護膜をも含んでもよい。

【００４１】また、吐出エネルギー発生素子５は液体が
吐出されるに十分なエネルギーを加えることができるも
のであればよく、必ずしもヒータでなくても、例えば圧
電素子等であってもよい。

【００４２】溝付天板２にはポリサルフォンの成型品に
はレーザー加工によって吐出口３を設けることで形成さ
れている。しかし、溝付天板の材料はレーザー加工可能
な材質であればポリサルフォンに限定されない。また、
使用するインクによってはポリサルフォンにメッキ等を
施してもよい。

【００４３】第２の液流路６に供給する液体（すなわち
発泡液）としては、熱によって変質せず、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な液体であれば、種
々の液体を用いることができる。代表的なものとして、
エタノールと水の混合液が挙げられ、、さらに、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。

【００４４】また、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、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。

【００４５】次に、このインクジェット記録ヘッドの動
作を図５を用いて説明する。図５(a)〜(e)は、順を追っ
て動作を説明するための図である。ここでは、第１の液
流路４に供給される液体と第２の液流路６に供給される
液体とに、同じ水系のインクを用いて動作させたものと
する。

【００４６】図５(a)は、ヒータ５及び発熱体７がいず
れも非通電である状態を示しており、このとき分離壁８
に形成されている可動部材９の変位もなく、ヒータ５の
発泡もない。なお、各液流路４,６はいずれも水系のイ
ンクで満たされている。この状態でヒータ５及び発熱体
７に駆動信号を与えるとそれぞれ発熱し、図５(b)に示
すようにヒータ５が発生した熱が作用することによって
第１の液流路４内のインクに膜沸騰現象による気泡が発
生し、同様に発熱体７が発生した熱が作用することによ
って第２の液流路６内のインクに膜沸騰現象による気泡
が発生する。第２の液流路６での気泡の発生に基づく圧
力とこの気泡は可動部材９に優先的に作用し、可動部材
９を第１の液流路４側に変位させり。この変位によって
自由端側に形成された隙間から吐出口３側に向けて前述
の圧力と気泡が第１の液流路４内に進入し、この気泡の
発泡圧が吐出口３側に向けて第１の液流路４内の液体に
作用するようになる。一方、ヒータ５上に形成された気
泡も成長し、第２の液流路６側からの気泡の圧力とも相
まって、吐出口３から液体が突出するようになる。

【００４７】さらに気泡発生後、それぞれの気泡はさら
に成長し、特に、可動部材９の変位が最大量に達して、
発熱体７に起因する気泡が可動部材９の存在位置で第１
の液流路４に至るようになる。その結果、ヒータ５に起
因する発泡のバック波が共通液室１１側に伝わることが
阻止され、かえって発熱体７の気泡からの発泡力を受
け、全体として吐出のための発泡力が強められ、吐出口
３からインク液滴が大きく突出し、その後のヒータ５上
の泡の消泡過程でちぎれて被記録媒体に向けて飛翔する
ことになる。

【００４８】各気泡は消泡過程に入る。このとき、可動
部材９はそれ自身の弾性力に加えて第２の液流路６での
消泡による負圧を受けて急速に定常位置に戻り、可動部
材９が定常位置に戻る際の動きにつられるとともヒータ
５上での消泡の負圧により、第１の液流路４内には共通
液室１１側から急速にインクが流れ込む。なお、ヒータ
５上での消泡に伴って吐出口３側から上流側に向ってイ
ンクのメニスカス面が後退するが、本実施の形態の場
合、可動部材９が定常位置に戻る際の動きの影響が大き
いため、第１の液流路４内へのインクのリフィルが急速
に達成され、図５(e)に示すように、インクが吐出口３
位置でメニスカスを形成して定常状態に戻る。

【００４９】以上説明したように本実施の形態では、発
熱体７が設けられた第２の液流路６を第１の液流路４に
隣接して設け、両者の液流路４,６間に可動部材９を設
ける構成とすることにより、従来の構成の液体吐出ヘッ
ドに比べて、高い吐出効率で、また高い吐出圧でインク
等の液滴を吐出することができるようになる。このよう
な高い吐出エネルギーと高い吐出圧が実現できるのは、
次のような現象およびこれらの現象の相互作用によるも
のであると考えられる。

【００５０】まず、前述の可動部材９の変位によって、
第２の液流路６内で発生した吐出圧のうち、可動部材９
側に伝わる吐出圧のほとんどが、第１の液流路４のしか
も吐出口３方向に開放される。つまり、第２の液流路６
で発生した吐出圧の伝搬方向を可動部材９が吐出口３方
向に変換する。これと同時に第１の液流路４では、ヒー
タ５上で気泡が成長し、吐出口３側ではこの２つの気泡
の発泡圧が加算されて吐出圧が発生するようになる。こ
の際、ヒータ５上の気泡によるバック波は、可動部材９
や発熱体７による気泡によって反射され、かえって吐出
口３側に向うこととなって、さらに吐出エネルギーが高
められる。

【００５１】次に、各気泡が収縮し可動部材９が定常状
態での位置まで戻るとともに、第１の液流路４では、吐
出された液体量に見合う量の液体が上流側から供給され
る。この吐出液体の供給は、可動部材９が閉じる方向で
あるため、吐出液体のリフィルが可動部材９で妨げられ
ることがない。このように本実施の形態の構成では、第
１の液流路４の上流側の液体は、ほとんどバック波の影
響を受けることがないため、上流から下流への液体流れ
の一方向性が強く、リフィルも良好に行われる。また、
第２の液流路６内の発泡液は、上述のように、あまり使
用されないため、リフィルもわずかの量で終了する。

【００５２】なお、図５に示されるように、可動部材９
の第１の液流路４側への変位に伴って第２の液流路６の
気泡発生領域（発熱体７）で発生した気泡の一部が第１
の液流路４側に延在しているが、このように気泡が延在
するような第２の液流路６の高さにすることで、気泡が
延在しない場合に比べて、さらに吐出力を向上させるこ
とができる。このように気泡が第１の液流路４に延在す
るようにするためには、第２の液流路６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μ
ｍ〜３０μｍとすることが望ましい。なお、本実施の形
態においては、この高さを１５μｍとした。

【００５３】《第２の実施の形態》先の実施例において
は、吐出エネルギー発生素子の駆動タイミング（発泡タ
イミングと）と流体素子の駆動タイミング（発泡タイミ
ング）とがほぼ同じ場合で説明したが、本実施例におい
てはこれらタイミングを異ならせる場合についての例を
示している。

【００５４】図６は本実施例における駆動タイミングの
一例を示したもので、吐出エネルギー発生素子の駆動タ
イミングより流体素子の駆動タイミングの方が速い場合
のインクジェットの動作を説明している図である。

【００５５】先の実施例と同様に（ａ）は吐出エネルギ
ー発生素子と流体素子の両方が駆動される前の状態（被
駆動状態）を示している。

【００５６】まず流体素子を構成する発熱体７に通電が
行われ、発熱体７が熱を発生する。この発生した熱によ
ってインク中に気泡が発生し、これに伴って流体素子を
構成する可動部材９が流路４側に変位する。次に吐出エ
ネルギー発生素子である発熱体５に通電が行われ気泡が
発生する（ｂ）。気泡の発生に基づく圧力でインクが吐
出口から吐出される（ｃ）。この時、すでに可動部材が
変移している状態であるため、より確実に上流側へのイ
ンクの移動を防止することができると共に、流体素子に
よって、吐出口側へのインクの移動が前もって生じてい
るため、さらに吐出力や吐出スピードを向上させること
ができる。

【００５７】発熱体７での気泡が消泡することで、可動
部材が初期状態に復帰する。また、発熱体５で発生した
気泡が消泡するに伴って、上流の液室１１側からインク
が供給（リフィル）されるが、このリフィルの方向と、
可動部材が初期状態に復帰する方向と同じ方向であるた
め、可動部材がリフィルの妨げになることはない。

【００５８】また、本実施例においては吐出エネルギー
発生素子の発泡タイミングより、流体素子の発泡タイミ
ングの方を早くしたが、目的に応じて逆のタイミングで
の駆動を行ってもよい。このように吐出エネルギー発生
素子の発泡タイミングと、流体素子の発泡タイミングと
を適宜調整することで、吐出特性や上流側へのインクの
移動の抑制特性やリフィル特性等を調整することができ
る。このため、本発明のヘッドを駆動周波数の異なる装
置に取り付けた場合に、両駆動タイミングを調整するこ
とで、各装置の駆動周波数にマッチングしたリフィル特
性等を得ることができる。

【００５９】《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インクジェット記録ヘッドの液流
路の断面図であり、図８は図６のＡ−Ａ'線に沿う断面
構成をＸ方向から見た断面図であり、図９は図６のＢ−
Ｂ'線に沿う断面構成をＸ方向から見た断面図であり、
図１０は図７のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成をＹ方向から
見た断面図である。

【００６０】このインクジェット記録ヘッドが第１の実
施の形態のインクジェット記録ヘッドと異なることは、
第１の液流路４内のヒータがインクの流れの方向に２つ
に分割されていることである。下流側のヒータ５-１に
比べて上流側のヒータ５-２の面積が大きく、上流側５-
２のヒータによればより大きな気泡を発生することがで
きるようになっている。

【００６１】図１１(a)〜(e)は、第１の液流路４内の下
流側のヒータ５-１と第２の液流路６の発熱体７を駆動
して吐出口３からインク液滴を吐出する過程を順次示す
ものであり、図１２(a)〜(e)は、第１の液流路４内の両
方ののヒータ５-１,５-２と第２の液流路６の発熱体７
を駆動して吐出口３からインク液滴を吐出する過程を順
次示すものである。

【００６２】第１の液流路４において下流側のヒータ５
-１のみを駆動した場合には、第１の液流路４内で相対
的に小さい気泡しか生じないため、吐出口３からのイン
クの吐出量は小さくなる。これに対し、第１の液流路４
において両方のヒータ５-１,５-２を駆動した場合に
は、これらヒータ５-１,５-２で発生する両方の気泡が
インクの吐出に関与することになって、より大きなイン
ク吐出量が得られる。ここでは図示していないが、第１
の液流路４において上流側のヒータ５-２のみを駆動し
た場合には、下流側のヒータ５-１のみを駆動した場合
より大きく、両方のヒータ５-１,５-２を駆動した場合
よりは小さいインク吐出量が得られる。結局、ヒータ５
-１,５-２の中から駆動するものを選択することによ
り、３段階のインク吐出量の変調を行うことができ、同
一のノズルを用いて多値記録を行うことが可能になる。

【００６３】同様に、第１の液流路４内に、大きさの異
なるｎ個のヒータを設ければ、２^ｎ−１段階の吐出量で
の多値記録が可能になる。

【００６４】《第４の実施の形態》図１３は本発明の第
４の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの液
流路の断面図であり、図１４は図１２のＡ−Ａ’線に沿
う断面構成をＸ方向から見た断面図であり、図１５は図
１２のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成をＸ方向から見た断面
図であり、図１６は図１２のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成
をＹ方向から見た断面図である。

【００６５】上述の第３の実施の形態では、第１の液流
路４において、インクの流れ方向に沿って２つのヒータ
５-１,５-２を直列に配していたが、この第３の実施の
形態では、２つのヒータ５-１,５-２を並列に配したも
のである。この第３の実施の形態でも、ヒータ５-１,５
-２の面積が異なっており、これによって、３階調のイ
ンクの吐出量の変調を行うことができ、同一ノズルを用
いて多値記録が可能となる。

【００６６】《液体吐出ヘッド》以下に、上述した流路
構造を有し複数の吐出口を備えたする液体吐出ヘッドに
ついて説明する。

【００６７】図１７は、本発明に基づく液体吐出ヘッド
の一例の主要構成を説明するための模式的分解斜視図で
ある。アルミニウム等の金属で構成された支持体１４０
上に、基板１が配されている。基板１には、第２の液流
路内の液体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７が複数設けられるとともに、第
１の液流路内の液体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ヒータ５が設けられている。こ
れらヒータ５及び発熱体７は電気熱変換体として構成さ
れており、基板１にはヒータ５や発熱体７と、ヒータ５
及び発熱体７に電気信号を供給するための配線電極の他
に、ヒータ５、発熱体７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、シフトレジスト等の機
能素子が一体的に作り込まれている。また、ヒータ５や
発熱体７上には、電気熱変換体を保護するための保護層
が設けられている。

【００６８】この基板１上に、第２の液流路（発泡液流
路）を構成する複数の溝５２（図中では、一つの発泡液
流路だけを示している）と、複数の第２の液流路に連通
し、それぞれの第２の液流路に液体（発泡液）を供給す
るための第２の共通液室（共通発泡液室）１２を構成す
る凹部とを有する溝付部材と、前述した可動部材９とが
設けられた分離壁８とが位置決め固定されている。な
お、この図１７においては、第２の液流路間の隔壁が一
体化された分離壁８を示している。

【００６９】溝付天板２には、分離壁８と接合されるこ
とで第１の液流路（吐出液流路）を構成する溝１１４
と、複数の第１の液流路に連通し、それぞれの第１の液
流路に吐出液を供給するための第１の共通液室１１を構
成するための凹部と、第１の共通液室１１に吐出液を供
給するための第１の供給口（吐出液供給口）１１１と、
第２の共通液室１２に発泡液を供給するための第２の供
給口（発泡液供給口）１１２とを有している。第２の供
給口１１２は、第１の共通液室１１の外に配され分離壁
８を貫通して第２の共通液室１２に連通する連通路に繋
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１２に供給することができ
る。

【００７０】なお、基板１、分離壁８、溝付天板２との
配置関係は、基板１上の発熱体７に対応して可動部材９
が配置されるようになっている。

【００７１】《液体吐出ヘッドカートリッジ》次に、上
述の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の概略説明を行う。図１８は、前
述した液体吐出ヘッドを含む液体吐出ヘッドカートリッ
ジの模式的分解斜視図であり、この液体吐出ヘッドカー
トリッジは、主に液体吐出ヘッド部１００と液体容器５
２０とから構成されている。

【００７２】液体吐出ヘッド部１００は、基板１、分離
壁８、溝付天板２、押さえバネ１２０、液体供給部材１
３０、支持体１４０等からなっている。

【００７３】基板１には、前述のようにヒータ５や発熱
体７がそれぞれ複数個、列状に設けられており、また、
これらのヒータ５や発熱体７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。この基板１と可動部材
９を持つ前述の分離壁８との間に第２の液流路が形成さ
れ発泡液が流通する。この分離壁８と溝付天板２との接
合によって、吐出される液体が流通する第１の液流路が
形成される。

【００７４】押さえバネ１２０は、溝付天板２に基板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、基板１、分離壁８、溝付天板２と、後述する支持
体１４０とを良好に一体化させている。

【００７５】支持体１４０は、基板１等を支持するため
のものであり、この支持体１４０上には、さらに、基板
１に接続し電気信号を供給するための回路基板１４１
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パクトパッド１４２が配置されてい
る。

【００７６】液体容器５２０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
発泡液とを内部に収容している。液体容器５２０の外側
には、液体吐出ヘッドと液体容器５２０との接続を行う
位置決め部５２４と固定するための固定軸５２５が設け
られている。吐出液体の供給は、液体容器５２０の吐出
液体供給路５２２から液体供給部材１３０の吐出液体供
給路１３１に供給され、各部材の吐出液体供給口１３
３,１２１,１１１を介して第１の共通液室１１に供給さ
れる。発泡液の供給も同様に、液体容器の供給路５２３
から液体供給部材１３０の発泡液供給路１３２に供給さ
れ、各部材の発泡液体供給口１３４,１２１,１１２を介
して第２の共通液室１２に供給される。

【００７７】以上の液体吐出ヘッドカートリッジにおい
ては、第２の液流路に供給される発泡液と第１の液流路
に供給される吐出液（インクなど）が異なる液体である
場合であっても供給を行い得る供給形態及び液体容器で
説明したが、吐出液と発泡液とが同じである場合には、
発泡液と吐出液の供給経路及び容器を分けなくてもよ
い。

【００７８】なお、この液体容器は、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。また、
液体吐出ヘッド部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。

【００７９】《インクジェット記録システム》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。

【００８０】図１９は、前述した本発明に基づく液体吐
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。本実施の形態にお
ける液体吐出ヘッドは、被記録媒体２２７の記録幅に対
応した、長さ方向に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つのヘッドがホルダ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。

【００８１】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２２０から信号が
供給され、この信号に基づいて各ヘッドが駆動される。

【００８２】各ヘッドには、吐出液としてＹ,Ｍ,Ｃ,Ｂ
ｋの４色のインクがそれぞれインク容器２０４ａ〜２０
４ｄから供給されている。なお、発泡液容器２０４ｅが
設けられてこれに発泡液が蓄えられ、この発泡液容器２
０４ｅから各ヘッドに発泡液が供給される構成になって
いる。

【００８３】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。

【００８４】搬送ベルト２０６は、各種の被記録媒体を
搬送するための搬送手段を構成している。搬送ベルト２
０６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。

【００８５】本実施の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２５
２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。

【００８６】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、染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。

【００８７】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。

【００８８】なお、本実施の形態では、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。

【００８９】

【発明の効果】本発明の液体吐出方法等では、液体を吐
出するための吐出エネルギー発生素子よりも上流側に、
可動部材と気泡発生領域とで構成される流体素子を設
け、吐出エネルギー発生素子での液体の駆動と合わせて
気泡発生領域で気泡を発生させ、気泡とともに可動部材
の自由端側を液流路内に変位させることにより、バック
波に代表される上流方向への流れを抑制し、さらに、気
泡発生領域での消泡に伴って可動部材が定常位置に戻る
ときに動きにつられた液体の流れにより、上流側から吐
出エネルギー発生素子への液体の急速なリフィルを達成
できるという効果がある。

【００９０】本発明の液体吐出方法では、第１の気泡発
生領域と第２の気泡発生領域を設けるとともに、第２の
気泡発生領域での発泡に伴う圧力によって吐出口側に開
口する可動部材を設けることにより、第２の気泡発生領
域での発泡圧が吐出口側に導かれ、液体吐出のための第
１の気泡発生領域での発泡による吐出エネルギーと突出
圧が高められ、吐出の効率が向上するという効果があ
る。また、この構成では、第１の気泡発生領域での発泡
に伴うバック波の影響を防止することができ、可動部材
が初期位置に戻るときの液体の流れとも相まって、吐出
液体の急速かつ安定したリフィルを実現するできるとい
う効果もある。

【００９１】また、第１の気泡発生領域を有し液体の吐
出を行うための第１の液流路と、第２の気泡発生領域を
有する第２の液流路とを別の液流路とし、第２の液流路
の形状を供給路を有する室状とすることで、発泡効率の
向上と上述の効果をさらに高めることができる。

【００９２】さらに、第１の気泡発生領域を複数の吐出
エネルギー発生素子を用いることで、液滴の吐出量を複
数の段階に制御でき、階調記録などが可能になるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるインクジェ
ット記録ヘッドの液流路部分の側断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ'線に沿う断面構成をＸ方向から
見た断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成をＸ方向から
見た断面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成をＹ方向から
見た断面図である。

【図５】(a)〜(e)は、図１のインクジェット記録ヘッド
での液滴吐出過程を順を追って示す図である。

【図６】(a)〜(e)は、他の駆動タイミングの例を示す図
である。

【図７】本発明の第２の実施の形態におけるインクジェ
ット記録ヘッドの液流路部分の側断面図である。

【図８】図６のＡ−Ａ'線に沿う断面構成をＸ方向から
見た断面図である。

【図９】図６のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成をＸ方向から
見た断面図である。

【図１０】図６のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成をＹ方向か
ら見た断面図である。

【図１１】(a)〜(e)は、図６のインクジェット記録ヘッ
ドでの液滴吐出過程の一例を順を追って示す図である。

【図１２】(a)〜(e)は、図６のインクジェット記録ヘッ
ドでの液滴吐出過程の別の例を順を追って示す図であ
る。

【図１３】本発明の第３の実施の形態におけるインクジ
ェット記録ヘッドの液流路部分の側断面図である。

【図１４】図１２のＡ−Ａ'線に沿う断面構成をＸ方向
から見た断面図である。

【図１５】図１２のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成をＸ方向
から見た断面図である。

【図１６】図１２のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成をＹ方向
から見た断面図である。

【図１７】本発明の液体吐出ヘッドの一例の模式的分解
斜視図である。

【図１８】本発明の液体吐出ヘッドカートリッジの一例
の模式的分解斜視図である。

【図１９】インクジェット記録システムの構成の一例を
示す図である。

【図２０】従来の液体吐出ヘッドの液流路構造の一例を
示す側断面図である。

【図２１】流体抵抗部を有する従来の液体吐出ヘッドの
液流路構造を示す側断面図である。

【図２２】(a)は弁機構を有する従来の液体吐出ヘッド
の構成を示す斜視図、(b)はこの従来の液体吐出ヘッド
の液流路構造を示す側断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 溝付天板 ３ 吐出口 ４ 第１の液流路 ５ ヒータ ６ 第２の液流路 ７ 発熱体 ８ 分離壁 ９ 可動部材 １０ スリット １１,１２ 共通液室 １３ 狭窄部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 牧子 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 工藤 清光 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 吉平 文 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岡崎 猛史 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７−125259（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−52664（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−118641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−197652（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−31918（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/135

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吐出口に連通し液体を吐出するためのエ
   ネルギーを前記液体に作用させる吐出エネルギー発生素
   子が設けられた第１の液流路と、該第１の液流路に連通
   し前記吐出エネルギー発生素子より上流に流体素子が設
   けられた第２の液流路と、を有し、前記流体素子が気泡
   の発生する気泡発生領域と、該気泡発生領域に面して設
   けられ支点及び該支点より下流に配された自由端を備え
   た可動部材と、を有する液体吐出ヘッドを用いて前記吐
   出口から液体を吐出する液体吐出方法であって、 前記吐出エネルギー発生素子を駆動することで前記吐出
   口から液体を吐出するステップと、前 記気泡発生領域に気泡を発生させることにより前記可
   動部材の前記自由端を前記第１の液流路側に変位させて
   前記吐出エネルギー発生素子の駆動によって生じる上流
   側への液体の流れを抑制するステップと、を有する液体
   吐出方法。
2. 【請求項２】 前記流体素子の前記気泡発生領域の液体
   に熱を作用させることで膜沸騰を生じさせて前記気泡を
   発生させる請求項１に記載の液体吐出方法。
3. 【請求項３】 前記吐出エネルギー発生素子は熱により
   気泡を発生する発熱素子である請求項１に記載の液体吐
   出方法。
4. 【請求項４】 前記発熱素子の駆動によって発生する気
   泡は膜沸騰現象によって生じる気泡である請求項３に記
   載の液体吐出方法。
5. 【請求項５】 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は異なる液体である
   請求項１に記載の液体吐出方法。
6. 【請求項６】 前記可動部材は定常状態では前記第１の
   液流路内での流れ方向にほぼ平行な姿勢を維持し、前記
   第２の気泡発生領域で気泡を発生させることで生じる圧
   力により、前記第１の液流路の断面積を狭める方向に前
   記可動部材の前記自由端が変位する請求項１に記載の液
   体吐出方法。
7. 【請求項７】 前記吐出エネルギー発生素子を構成する
   発熱素子は複数設けられており、該複数の発熱素子を選
   択駆動することで前記吐出口から吐出される液体の量を
   制御する請求項３に記載の液体吐出方法。
8. 【請求項８】 前記第２の液流路に前記流体素子の気泡
   発生領域で発生した気泡が延在する請求項１に記載の液
   体吐出方法。
9. 【請求項９】 吐出口に連通し液体を吐出するためのエ
   ネルギーを前記液体に作用させる吐出エネルギー発生素
   子が設けられた第１の液流路と、該第１の液流路に連通
   し前記吐出エネルギー発生素子より上流に流体素子が設
   けられた第２の液流路と、を有する液体吐出ヘッドであ
   って、前記流体素子は、気泡を発生する気泡発生領域と、該気
   泡発生領域に面して設けられ支点及び該支点より下流に
   配された自由端を備えた可動部材と、を有しており、 前記気泡発生領域に気泡を発生させることにより前記可
   動部材の前記自由端を前記第１の液流路側に変位させて
   前記吐出エネルギー発生素子の駆動によって生じる上流
   側への液体の流れを抑制する液体吐出ヘッド。
10. 【請求項１０】 前記流体素子の前記気泡発生領域は液
    体に熱を作用させることで膜沸騰による気泡を発生させ
    る領域である請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
11. 【請求項１１】 前記吐出エネルギー発生素子は熱によ
    り気泡を発生する発熱素子である請求項９に記載の液体
    吐出ヘッド。
12. 【請求項１２】 前記発熱素子は該発熱素子の駆動によ
    って膜沸騰現象による気泡を発生する素子である請求項
    １１に記載の液体吐出ヘッド。
13. 【請求項１３】 前記吐出エネルギー発生素子を構成す
    る発熱素子は複数設けられている請求項１１に記載の液
    体吐出ヘッド。
14. 【請求項１４】 前記第２の液流路は供給路が接続され
    た室形状をなしている請求項９に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
15. 【請求項１５】 請求項９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
    とを有する液体吐出ヘッドカートリッジ。
16. 【請求項１６】 請求項９に記載の液体吐出ヘッドと前
    記液体吐出ヘッドから吐出されたインクを受ける被記録
    媒体を搬送する手段とを有するインクジェット記録装
    置。