WO2017169683A1 - 液体吐出ヘッド及び液体の循環方法 - Google Patents

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liquid flow
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喜幸 中川
山田　和弘
議靖 永井
山▲崎▼　拓郎
中窪　亨
輝 山本
将文 森末
亮 葛西
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キヤノン株式会社
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
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    • F15D1/002—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer

Definitions

  • the present invention relates to a liquid discharge head and a liquid circulation method, and more particularly to a configuration for causing a liquid to flow in the vicinity of a discharge port.
  • the volatile component in the liquid evaporates from the discharge port that discharges the liquid, thereby increasing the viscosity of the liquid near the discharge port.
  • the ejection speed of the ejected droplets may change or the landing accuracy may be affected.
  • the increase in the viscosity of the liquid becomes remarkable, the solid component of the liquid adheres to the vicinity of the discharge port, and the fluid resistance of the liquid increases due to the solid component, resulting in discharge failure. In some cases.
  • a method of flowing a fresh liquid to a discharge port in a pressure chamber is known.
  • a method of circulating the liquid in the head by a differential pressure method is known.
  • a system using a ⁇ pump such as AC electroosmotic flow (ACEOF) is known (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 it is possible to allow a fresh liquid to flow into the pressure chamber.
  • the effect of causing the liquid concentrated inside the discharge port to flow out is small. Therefore, the concentrated liquid tends to stay in the pressure chamber. Therefore, the liquid in the pressure chamber is easily thickened by the evaporation of the liquid from the discharge port.
  • the liquid discharge head of the present invention includes a discharge port that discharges a liquid, a first liquid channel that is in communication with the discharge port and through which the liquid flows, and a discharge port on the opposite side of the first liquid channel with respect to the discharge port.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a liquid ejection head according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a liquid ejection head according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a liquid ejection head according to the first embodiment of the present invention.
  • It is a schematic diagram of the flow velocity distribution in the liquid discharge head according to the first embodiment of the present invention.
  • It is a schematic diagram explaining the generation mechanism of the driving force by an electroosmotic flow.
  • It is a schematic diagram explaining the generation mechanism of the driving force by an electroosmotic flow.
  • It is a schematic diagram explaining the generation mechanism of the driving force by an electroosmotic flow.
  • It is a schematic diagram explaining the generation mechanism of the driving force by an electroosmotic flow.
  • FIG. 1A is a perspective view of a recording element substrate of a liquid discharge head according to the first embodiment of the present invention.
  • 1B is a cross-sectional view of the recording element substrate shown in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1B
  • FIG. 1D is a schematic diagram showing a flow velocity distribution in the same cross section as FIG.
  • the recording element substrate 1 has a substrate 10 and a discharge port forming member 15.
  • the discharge port forming member 15 is bonded to the substrate 10.
  • the substrate 10 includes an energy generating element 11 that generates energy for discharging ink.
  • a plurality of discharge ports 12 are arranged in the discharge port forming member 15, and the plurality of discharge ports 12 are arranged in a line to form a discharge port array 19.
  • the recording element substrate 1 of the present embodiment has two ejection port arrays 19, but the number of ejection port arrays 19 is not limited to this.
  • the substrate 10 is formed with a plurality of first through holes 16 and a plurality of second through holes 17 that penetrate the substrate 10 from the front surface to the back surface.
  • a plurality of first liquid flow paths 13 and a plurality of second liquid flow paths 14 through which ink flows are formed in the space between the discharge port forming member 15 and the substrate 10.
  • the plurality of first liquid passages 13 and the plurality of second liquid passages 14 are each partitioned by a partition wall 30 in the arrangement direction of the discharge ports 12 and provided in parallel to each other.
  • the pressure chamber 20 is a region sandwiched between the partition walls 30 and a region where the energy generating element 11 is provided. More broadly, a region where pressure acts when the energy generating element 11 is driven is shown.
  • the discharge port 12 faces the energy generating element 11 in a direction perpendicular to the surface of the substrate 10 facing the discharge port forming member 15.
  • the pressure chamber 20, the first through-hole 16, and the second through-hole 17 are provided for each corresponding liquid flow path or each discharge port 12. Accordingly, the first through port 16, the first liquid channel 13, the pressure chamber 20, the second liquid channel 14, and the second through port 17 form an independent channel for each discharge port 12. ing.
  • the plurality of first through holes 16 and the plurality of second through holes 17 form a first through hole array 25 and a second through hole array 26, respectively.
  • the first through-hole row 25 and the second through-hole row 26 extend in parallel to the discharge port row 19 on opposite sides of the discharge port row 19.
  • Ink is supplied from the first through-hole 16 to the pressure chamber 20 through the first liquid flow path 13.
  • the ink supplied to the pressure chamber 20 is heated by the energy generating element 11 and discharged from the discharge port 12 by the pressure of the generated bubbles.
  • the ink that has not been ejected from the ejection port 12 is guided from the pressure chamber 20 through the second liquid channel 14 to the second through-hole 17.
  • the first liquid channel 13 and the second liquid channel 14 are each provided with two types of electrodes. Hereinafter, these electrodes are referred to as a first electrode 21 and a second electrode 22. Both the first electrode 21 and the second electrode 22 are provided on the substrate 10.
  • the first electrode 21 is connected to one end (+ terminal) of the AC power supply AC
  • the second electrode 22 is connected to the other end ( ⁇ end) of the AC power supply AC.
  • the first electrode 21 is smaller in dimension than the second electrode 22 in the direction of ink flow, that is, the direction along the first liquid flow path 13 and the second liquid flow path 14.
  • the dimensions of the first electrode 21 and the second electrode 22 in the direction perpendicular to the ink flow direction are approximately the same.
  • the first electrode 21 has a smaller area facing the ink than the second electrode 22.
  • a plurality of first electrodes 21 and second electrodes 22 are provided in the first liquid flow path 13 and the second liquid flow path 14, respectively, and are alternately provided.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are formed of the first electrode 21, the second electrode 22, the first electrode 21, and the second electrode 22 from the first through hole 16 toward the pressure chamber 20. ⁇ ⁇
  • the first liquid channel 13 and the second liquid channel 14 may be provided with at least one pair of the first electrode 21 and the second electrode 22 adjacent to each other.
  • the plurality of first electrodes 21 are connected to a common first wiring 24, and the plurality of second electrodes 22 are connected to a common second wiring 23.
  • the first wiring 24 and the second wiring 23 are arranged on opposite sides of the first liquid flow path 13 and the second liquid flow path 14.
  • the plurality of first electrodes 21 and the plurality of second electrodes 22 extend from the first wiring 24 and the second wiring 23 in a comb shape in opposite directions.
  • the first wiring 24 extends along the second liquid flow path 14 and further extends between the second through holes 17 adjacent to each other.
  • the second wiring 23 extends along the first liquid flow path 13 and further extends between the first through holes 16 adjacent to each other.
  • the first wiring 24 and the second wiring 23 are provided in parallel to each other in the lower region of the partition wall 30. Thereby, the first wiring 24 and the second wiring 23 are prevented from being complicated, and an increase in the dimension of the element substrate 10 is suppressed.
  • An AC voltage is applied to the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • a negative voltage ( ⁇ V) is applied to the first electrode 21 and a positive voltage (+ V) is applied to the second electrode 22.
  • a negative voltage ( ⁇ V) is applied to the first electrode 21 and a positive voltage (+ V) is applied to the second electrode 22.
  • a positive voltage (+ V) is applied to the second electrode 22, and the ink in contact with the second electrode 22 is negatively charged, so that an electric double layer is formed.
  • a substantially semicircular electric field E is formed in the ink from the second electrode 22 to the first electrode 21.
  • This electric field is symmetrical with respect to a line intermediate between the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • An electric field component E1 parallel to the surfaces of the first and second electrodes 21 and 22 is generated on the surfaces of the first and second electrodes 21 and 22.
  • This electric field component E1 exerts a Coulomb force on the charges induced on the first and second electrodes 21 and 22.
  • the electric field component E1 is directed leftward in the figure at a position close to the gap between the electrodes. Since the positive charge receives a force in the same direction as the electric field, as shown in FIG.
  • a rotating vortex F1 in which the ink in contact with the first electrode 21 flows leftward in the figure is generated. Since the negative charge receives a force in the direction opposite to the electric field, a rotating vortex F2 in which the ink in contact with the second electrode 22 flows rightward in the figure is generated. Since the ink flows away from the interelectrode gap, an ink flow F3 that replenishes the ink is generated in the interelectrode gap. In addition, since the direction of the electric field is reversed at the end of the electrode away from the inter-electrode gap, a rotating vortex F4 is generated in which the ink flows toward the inter-electrode gap. However, since the electric field is weak, the Coulomb force received by the ink is small.
  • the dimension in the flow direction of the second electrode 22 is larger than the dimension in the flow direction of the first electrode 21.
  • the electric field distribution differs between the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • a small rotating vortex F5 having a high flow velocity is formed in the vicinity of the first electrode 21.
  • a small rotating vortex F7 having a low flow velocity is formed at a low potential portion, and a large rotating vortex F6 having a high flow velocity is formed at a high potential portion.
  • ink is drawn from the first electrode 21 to the inter-electrode gap, and an ink flow in which the ink flows from the first electrode 21 toward the second electrode 22 is generated.
  • Such electroosmotic flow generates a driving force for flowing ink from the first liquid channel 13 toward the second liquid channel 14. That is, the ink passes through the first liquid channel 13 from the first through-hole 16 by the electroosmotic flow generated by the first electrode 21 and the second electrode 22 provided in the first liquid channel 13. Into the pressure chamber 20. When the energy generating element 11 is operating, part of the ink that has flowed into the pressure chamber 20 is ejected from the ejection port 12. The ink that has not been ejected passes through the second liquid channel 14 by the electro-osmotic flow generated by the first electrode 21 and the second electrode 22 provided in the second liquid channel 14, and is supplied to the second liquid channel 14. It flows out of the liquid discharge head from the through-hole 17.
  • the ink that has flowed out of the liquid discharge head flows again into the liquid discharge head after passing through the ink tank or the like of the recording apparatus.
  • the ink in the pressure chamber 20 is circulated between the outside of the pressure chamber 20.
  • the ink circulates inside the liquid discharge head (the ink flows between the inside and the outside of the pressure chamber 20).
  • an electroosmotic flow is generated by the AC power source AC connected to the first electrode 21 and the second electrode 22, so that the ink is in the first liquid flow path 13.
  • the ink is concentrated inside the pressure chamber 20, the accumulation of the concentrated ink in the pressure chamber 20 can be suppressed. Therefore, it is possible to eject relatively fresh ink that is not thickened or has a small degree of thickening from the ejection port 12, and it is possible to reduce color unevenness of the image.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the recording element substrate of the liquid discharge head according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3A
  • FIG. 3C is a flow velocity in the same cross section as FIG. It is a schematic diagram which shows distribution.
  • FIG. 3A shows only one discharge port 12 and the first and second liquid passages 13 and 14 and the first and second through ports 16 and 17 related to the discharge port 12.
  • the configurations of the first and second through hole arrays 25 and 26 are the same as those in the first embodiment.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are disposed on the back surface of the discharge port forming member 15.
  • the back surface means the surface of the discharge port forming member 15 facing the substrate 10.
  • the filling of the electric double layer occurs on the electrode on the back surface of the discharge port forming member 15. Therefore, as shown in FIG. 3C, a flow velocity distribution is generated in the flow path, where the flow velocity is large on the back surface side of the discharge port forming member 15 and gradually approaches zero as the surface of the substrate 10 is approached.
  • the flow velocity on the back surface side of the discharge port forming member 15 is large, so the ink in the discharge port 12 It is easy to cancel the concentration. Accordingly, it is possible to more efficiently reduce the viscosity increase of the ink.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the recording element substrate of the liquid discharge head according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4A
  • FIG. 4C is a flow velocity in the same cross section as FIG. It is a schematic diagram which shows distribution.
  • FIG. 4A shows only one discharge port 12 and the first and second liquid flow paths 13 and 14 and the first and second through ports 16 and 17 related thereto.
  • the configurations of the first and second through hole arrays 25 and 26 are the same as those in the first embodiment.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 of the first liquid channel 13 are provided on the back surface of the discharge port forming member 15, and the first electrode 21 of the second liquid channel 14 A second electrode 22 is disposed on the substrate 10.
  • the electrode of the second liquid channel 14 on the substrate 10, it becomes easy to flow out the concentrated ink. Therefore, in the present embodiment, it is easy to discharge the concentrated ink from the vicinity of the discharge port and discharge the discharged concentrated ink from the pressure chamber 20 to the second through-hole 17.
  • FIG. 5A is a perspective view of a recording element substrate of a liquid ejection head according to the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the recording element substrate shown in FIG. 5A.
  • two through-hole rows provided with the discharge port row 19 in between are formed by a first one elongated through-hole 116 and a second one elongated through-hole 117, respectively. Since the dimension of the first one elongated through-hole 116 and the second one elongated through-hole 117 in the direction parallel to the discharge port array 19 can be substantially increased, the first one elongated through-hole 116 and the second one The dimension of one elongated through-hole 117 in the direction perpendicular to the discharge port array 19 can be reduced. For this reason, it is easy to reduce the size in the width direction of the recording element substrate as compared with the first embodiment, and the recording element substrate can be downsized. Any one of the elongated through holes may be provided for each of the liquid flow paths 13 and 14 as in the first embodiment.
  • FIGS. 6A and 6B The configuration of the recording element substrate of the liquid discharge head according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. In the following description, the differences from the first embodiment will be mainly described, and therefore, the description of the first embodiment should be referred to for the parts that are not specifically described.
  • 6A is a perspective view of a recording element substrate of a liquid ejection head according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of the recording element substrate shown in FIG. 6A.
  • one through-hole 226 is provided for each discharge port 12. Further, similarly to the fourth embodiment, one through-hole 226 is common to the plurality of discharge ports 12.
  • the first liquid flow path 13 is connected to one through-hole 226 and is turned 180 degrees in the middle and connected to the pressure chamber 20.
  • the second liquid channel 14 communicating the pressure chamber 20 and one through-hole 226 is a channel formed on a straight line. That is, the ink supplied to the pressure chamber 20 from the one elongated through hole 226 via the first liquid channel 13 is returned to the elongated through port 226 again via the second liquid channel 14. Yes.
  • the configuration of the present embodiment since it is not necessary to arrange two rows of through-hole rows, it is easier to reduce the size in the width direction of the printing element substrate than in the first embodiment, and the printing element substrate can be made smaller. Is possible.
  • a plurality of through-holes connected to the individual discharge ports 12 may be provided instead of the elongated through-holes 226.
  • the ink that has flowed into the first liquid channel 13 and the second liquid channel 14 from one through-hole 226 returns to one through-hole 226 again. Is formed. For this reason, the effect which suppresses the stay of the concentrated ink is acquired like 1st Embodiment.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of a recording element substrate of a liquid discharge head according to a sixth embodiment of the present invention
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7A
  • FIG. 7C is a flow velocity in the same cross section as FIG. It is a schematic diagram which shows distribution.
  • first and second through hole arrays 25 and 26 show only one discharge port 12 and the first and second liquid flow paths 13 and 14 and the first and second through ports 16 and 17 related to the discharge port 12,
  • the configurations of the first and second through hole arrays 25 and 26 are the same as those in the first embodiment.
  • a first electrode 21 is provided in the first liquid flow path 13, and a second electrode 22 is provided in the second liquid flow path 14, and the first electrode 21 and the second electrode 22 are It is connected to a DC power source DC. More specifically, the first electrode 21 is connected to the positive electrode of the DC power source DC, and the second electrode 22 is connected to the negative electrode of the DC power source DC.
  • the dimensions of the first electrode 21 and the second electrode 22 are substantially the same, but may be different as in the first embodiment.
  • the electrode may be disposed on either the substrate 10 or the back surface of the discharge port forming member 15.
  • the flow velocity distribution shows a flow velocity distribution substantially close to the plug flow.
  • the reason why such a flow velocity distribution occurs is as follows. When an electric field parallel to the wall surface is applied from the outside, the solid surface becomes negatively charged, and positive ions become excessive in the liquid near the interface. Therefore, the liquid is locally positively charged, and ions in the electric double layer are subjected to a force in the direction of the electric field, causing ink to move near the wall.
  • the first and second electrodes are provided on the substrate 10.
  • the present invention is not limited to this, and the first and second electrodes are formed as ejection openings as shown in the second embodiment.
  • the present invention can also be applied to a configuration provided on the back surface of the member 15. Further, as shown in the third embodiment, one of the first and second electrodes can be applied to the substrate 10 and the other can be applied to the discharge port forming member 15.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view of a recording element substrate of a liquid discharge head according to a seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 8A
  • FIG. 8C is a flow velocity in the same cross section as FIG. It is a schematic diagram which shows distribution.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view of a recording element substrate of a liquid discharge head according to a seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 8A
  • FIG. 8C is a flow velocity in the same cross section as FIG. It is a schematic diagram which shows distribution.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view of a recording element substrate of a liquid discharge head according to a seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 8A
  • FIG. 8C is a flow velocity in the same cross section as FIG
  • FIG. 8A shows only one discharge port 12 and the first and second liquid flow paths 13 and 14 and the first and second through ports 16 and 17 related to the discharge port 12.
  • the configurations of the first and second through hole arrays 25 and 26 are the same as those in the first embodiment.
  • the first electrode 21 is provided in the first liquid flow path 13
  • the second electrode 22 is provided in the second liquid flow path 14, and the first electrode 21 and the second electrode 22 are provided.
  • Each is connected to the + terminal and the-terminal of the AC power supply AC.
  • the dimensions of the first electrode 21 and the second electrode 22 are substantially the same.
  • a flow velocity distribution such as a mixer that rotates about the discharge port 12 or the energy generating element 11 is generated. The reason is as described in FIGS.
  • FIGS. 9A to 9E The configuration of the recording element substrate of the liquid ejection head according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9A to 9E.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of a recording element substrate of a liquid discharge head according to an eighth embodiment of the present invention
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 9A
  • FIG. 9C is a flow velocity in the same cross section as FIG. It is a schematic diagram which shows distribution.
  • FIG. 9D is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 9A, and FIG. 9E is a schematic diagram showing a flow velocity distribution in the same cross section as FIG. 9D.
  • FIG. 9A shows only one discharge port 12 and the first and second liquid flow paths 13 and 14 and the first and second through ports 16 and 17 related to the discharge port 12.
  • the configurations of the first and second through hole arrays 25 and 26 are the same as those in the first embodiment.
  • a third electrode 27 and a fourth electrode 28 are formed.
  • the third electrode 27 and the fourth electrode 28 are each connected to a wiring (not shown) by a via 29.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 have the same configuration as in the first embodiment, and specifically have the following configuration.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are connected to the + terminal and the ⁇ terminal of the AC power supply AC.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are both arranged in the first liquid flow path 13 and the second liquid flow path 14.
  • the dimension in the flow direction of the first electrode 21 is smaller than the dimension in the flow direction of the second electrode 22.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are disposed on the substrate 10.
  • the third electrode 27 and the fourth electrode 28 are connected to both poles of the AC power supply AC.
  • the third electrode 27 and the fourth electrode 28 are arranged on both sides of the ejection port 12 or the energy generating element 11.
  • the third electrode 27 and the fourth electrode 28 may be disposed in any of the first liquid channel 13, the second liquid channel 14, and the pressure chamber 20.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 generate an ink flow from the first liquid channel 13 toward the second liquid channel 14. This produces a fresh ink flow across the pressure chamber 20. 9E, the third electrode 27 and the fourth electrode 28 generate a flow component toward the discharge port 12. For this reason, the ink concentration inside the ejection port 12 can be efficiently suppressed.
  • the combined effect of the above two has a greater effect of reducing ink thickening than other embodiments. According to the present invention, it is possible to reduce the color unevenness of the image by reducing the thickening of the liquid due to the evaporation of the liquid from the discharge port by flowing the liquid into the pressure chamber and flowing out the liquid from the pressure chamber. It becomes possible.

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Abstract

液体吐出ヘッド１は、液体を吐出する吐出口１２と、吐出口１２に連通し、液体が流通する第１の液流路１３と、吐出口１２に関し第１の液流１３の反対側で吐出口１２に連通し、液体が流通する第２の液流路１４と、第１の液流路１３に位置する第１の電極２１と、第２の液流路１４に位置し、第１の電極２１とともに液体に電気浸透流を発生させる第２の電極２２と、を有する。

Description

液体吐出ヘッド及び液体の循環方法
本発明は液体吐出ヘッドと液体の循環方法に関し、特に吐出口の近傍で液体を流動させるための構成に関する。
インク等の液体を吐出する液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドにおいては、液体を吐出する吐出口から液体中の揮発成分が蒸発することで、吐出口付近の液体が増粘する。これによって、吐出される液滴の吐出速度が変化したり、着弾精度に影響がでたりすることがある。特に吐出を行った後の休止時間が長い場合、液体の粘度の増加が顕著になり、液体の固形成分が吐出口付近に固着し、この固形成分により液体の流体抵抗が増加し吐出不良となる場合もある。
このような液体の増粘現象に対する対策の１つとして、圧力室内の吐出口にフレッシュな液体を流す方法が知られている。液体を流す手段として、ヘッド内の液体を差圧方式により循環させる方式が知られている。また、交流電気浸透流（ＡＣＥＯF）のようなμポンプを用いた方式が知られている（特許文献１）。
特許文献１の構成の場合、圧力室内にフレッシュな液体を流入させることは可能である。しかし、吐出口の下流側の流路にポンプの役割を担う電極が存在しないため、吐出口内部で濃縮した液体を流出させる効果が小さい。そのため、濃縮した液体が圧力室内部に留まり易い。従って、吐出口からの液体の蒸発により圧力室内部の液体が増粘し易い。
国際公開第２０１３／１３００３９号
吐出口からの液体の蒸発による液体の増粘を軽減することで画像の色ムラを低減する液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と、吐出口に連通し、液体が流通する第１の液流路と、吐出口に関し第１の液流路の反対側で吐出口に連通し、液体が流通する第２の液流路と、第１の液流路に位置する第１の電極と、第２の液流路に位置し、第１の電極とともに液体に電気浸透流を発生させる第２の電極と、を有する。
本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドにおける流速分布の模式図である。 電気浸透流による駆動力の発生メカニズムを説明する模式図である。 電気浸透流による駆動力の発生メカニズムを説明する模式図である。 電気浸透流による駆動力の発生メカニズムを説明する模式図である。 電気浸透流による駆動力の発生メカニズムを説明する模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドにおける流速分布の模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドにおける流速分布の模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッドにおける流速分布の模式図である。 本発明の第７の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第７の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第７の実施形態に係る液体吐出ヘッドにおける流速分布の模式図である。 本発明の第８の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第８の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第８の実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式図である。 本発明の第８の実施形態に係る液体吐出ヘッドにおける流速分布の模式図である。 本発明の第８の実施形態に係る液体吐出ヘッドにおける流速分布の模式図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドについて説明する。以下の各実施形態は、インクを吐出するインクジェット記録ヘッドとインクジェット記録装置を対象とするが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、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などの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に適用可能である。本発明は例えば、バイオチップ作製、電子回路印刷、及び半導体ウエハーの回路パターンを形成するためのレジストの塗布などの用途としても用いることができる。
以下に述べる実施形態は本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい様々の限定が付けられている。しかし、本発明の思想に沿う限り、本発明は以下に述べる実施形態に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
図１Ａは本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の斜視図である。図１Ｂは図１Ａに示す記録素子基板の断面図、図１Ｃは図１ＢのＡ－Ａ線に沿った断面図、図１Ｄは図１Ｃと同じ断面における流速分布を示す模式図である。
記録素子基板１は基板１０と、吐出口形成部材１５と、を有している。吐出口形成部材１５は基板１０に接合されている。基板１０はインクが吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子１１を備えている。吐出口形成部材１５には複数の吐出口１２が配置されている、複数の吐出口１２は一列に配列して吐出口列１９を形成している。本実施形態の記録素子基板１は２列の吐出口列１９を有しているが、吐出口列１９の数はこれに限定されない。
図１Ｂと図１Ｃを参照すると、基板１０には、基板１０を表面から裏面まで貫通する複数の第１の貫通口１６と複数の第２の貫通口１７とが形成されている。吐出口形成部材１５と基板１０との間の空間には、インクが流通する複数の第１の液流路１３と複数の第２の液流路１４が形成されている。複数の第１の液流路１３と複数の第２の液流路１４は夫々が吐出口１２の配列方向に関して隔壁３０で仕切られ、互いに並列して設けられている。吐出口形成部材１５と基板１０の間で、かつ第１の液流路１３と第２の液流路１４の間には、それぞれがエネルギー発生素子１１を内部に備えた複数の圧力室２０が形成されている。本発明において圧力室２０は隔壁３０に挟まれた領域であり、かつエネルギー発生素子１１が設けられた領域を示す。より広義的にはエネルギー発生素子１１を駆動した際に圧力が作用する領域を示す。吐出口１２は基板１０の吐出口形成部材１５と対向する面と垂直な方向においてエネルギー発生素子１１と対向している。圧力室２０と第１の貫通口１６と第２の貫通口１７は対応する液流路毎ないし吐出口１２毎に設けられている。従って、第１の貫通口１６、第１の液流路１３、圧力室２０、第２の液流路１４及び第２の貫通口１７は個々の吐出口１２毎の独立した流路を形成している。複数の第１の貫通口１６と複数の第２の貫通口１７はそれぞれ第１の貫通口列２５と第２の貫通口列２６を形成している。第１の貫通口列２５と第２の貫通口列２６は吐出口列１９を挟んで互いに反対側を吐出口列１９と平行に延びている。
インクは第１の貫通口１６から、第１の液流路１３を通って圧力室２０に供給される。圧力室２０に供給されたインクはエネルギー発生素子１１で加熱され、発生した気泡の圧力によって吐出口１２から吐出する。吐出口１２から吐出しなかったインクは圧力室２０から第２の液流路１４を通って第２の貫通口１７に導かれる。
第１の液流路１３と第２の液流路１４にはそれぞれ２種類の電極が設けられている。以下これらの電極を第１の電極２１、第２の電極２２と呼ぶ。第１の電極２１と第２の電極２２はいずれも基板１０に設けられている。第１の電極２１は交流電源ＡＣの一端（＋端子）に接続されており、第２の電極２２は交流電源ＡＣの他端（－端）に接続されている。第１の電極２１はインクの流れ方向、すなわち第１の液流路１３と第２の液流路１４に沿った方向について、第２の電極２２より寸法が小さい。一方、第１の電極２１と第２の電極２２のインクの流れ方向と直交する方向の寸法は同程度である。従って、第１の電極２１は第２の電極２２よりインクに面する面積が小さい。
第１の電極２１と第２の電極２２はそれぞれ第１の液流路１３と第２の液流路１４に複数個設けられ、かつ交互に設けられている。第１の電極２１と第２の電極２２は、第１の貫通口１６から圧力室２０に向かって、第１の電極２１、第２の電極２２、第１の電極２１、第２の電極２２・・の順で設けられている。しかし、第１の液流路１３と第２の液流路１４には、互いに隣接する第１の電極２１と第２の電極２２の組が少なくとも一つ設けられていればよい。複数の第１の電極２１は共通の第１の配線２４に接続されており、複数の第２の電極２２は共通の第２の配線２３に接続されている。第１の配線２４と第２の配線２３は第１の液流路１３と第２の液流路１４を挟んで互いに反対側に配置されている。複数の第１の電極２１と複数の第２の電極２２は、第１の配線２４と第２の配線２３から互いに逆方向に櫛状に延びている。第１の配線２４は第２の液流路１４に沿って延びており、さらに互いに隣接する第２の貫通口１７の間を延びている。第２の配線２３は第１の液流路１３に沿って延びており、さらに互いに隣接する第１の貫通口１６の間を延びている。また第１の配線２４及び第２の配線２３は、隔壁３０の下部の領域に互いに並列して設けられている。これによって第１の配線２４と第２の配線２３の錯綜が防止され、素子基板１０の寸法の増加が抑制される。
第１の電極２１と第２の電極２２に通電すると第１の電極２１と第２の電極２２には交流電位が印加される。その結果、図１Ｄで示すように、液流路内に、基板１０の表面側で流速が大きく、吐出口形成部材１５に近づくにつれて流速がゼロに漸近する流速分布が生じる。この流速分布が生じる理由を、図２Ａ～図２Ｄを参照して説明する。
第１の電極２１と第２の電極２２には交流電圧が印加されるが、ここでは、第１の電極２１に負電圧（－Ｖ）、第２の電極２２に正電圧（＋Ｖ）が印加されているタイミングを考える。図２Ａでは第１の電極２１と第２の電極２２は同じ寸法であるとする。図２Ａに示すように、第１の電極２１と第２の電極には電気二重層が発生する。すなわち、第１の電極２１に負電圧（－Ｖ）が掛かり、第１の電極２１に接するインクが正電荷を帯びて，電気二重層が形成される。同様に、第２の電極２２に正電圧（＋Ｖ））が掛かり、第２の電極２２に接するインクが負電荷を帯びて，電気二重層が形成される。
インク中には第２の電極２２から第１の電極２１を向く略半円状の電界Ｅが形成される。この電界は第１の電極２１と第２の電極２２の中間の線に関し対称形となる。第１及び第２の電極２１，２２の表面では第１及び第２の電極２１，２２の表面と平行な電界成分Ｅ１が生じる。この電界成分Ｅ１は第１及び第２の電極２１，２２上に誘起された電荷にクーロン力を及ぼす。電界成分Ｅ１は電極間ギャップに近い位置では図中左向きとなる。正電荷は電界と同じ向きの力を受けるため、図２Ｂに示すように、第１の電極２１に接するインクが図中左向きに流れる回転渦Ｆ１が生じる。負電荷は電界と逆向きの力を受けるため、第２の電極２２に接するインクが図中右向きに流れる回転渦Ｆ２が生じる。インクは電極間ギャップから離れる方向に流れるため、電極間ギャップにはインクを補充するようなインク流れＦ３が発生する。また、電極の電極間ギャップから離れた方の端部では電界の向きが逆になるため、インクが電極間ギャップに向かって流れる回転渦Ｆ４が生じる。ただし、電界が弱いためインクが受けるクーロン力は小さい。この結果、電極間ギャップから第１及び第２の電極２１，２２に向かい、第１及び第２の電極２１，２２上を電極間ギャップから離れる向きに流れる撹拌流のような流れが形成される。この流れは第１の電極２１と第２の電極２２で左右略対称形となる。
一方、図２Ｃ，図２Ｄでは、第２の電極２２の流路方向寸法が第１の電極２１の流路方向寸法より大きくなっている。このため、第１の電極２１と第２の電極２２で電界分布が異なる。第１の電極２１の近傍では流速の早い小さな回転渦Ｆ５が形成される。第２の電極２２の近傍では、電位の低い部分で流速の遅い小さな回転渦Ｆ７が形成され、電位の高い部分で流速の早い大きな回転渦Ｆ６が形成される。その結果、第１の電極２１から電極間ギャップにインクが引き込まれ、第１の電極２１から第２の電極２２に向けてインクが流れるインク流が生じる。
以上は第１の電極２１に正電圧（＋Ｖ）、第２の電極に負電圧（－Ｖ）が印加されていても同じである。すなわち、印加電圧の極性が反転しても、電荷の符号と電界の向きが共に反転するため、生じる流れの向きは変化しない。従って、流路方向の寸法が小さい第１の電極２１から流路方向の寸法が大きい第２の電極２２に向かう定常的な流れが生じることになる。
このような電気浸透流により、インクを第１の液流路１３から第２の液流路１４に向けて流す駆動力が発生する。すなわち、第１の液流路１３に設けられた第１の電極２１と第２の電極２２によって発生した電気浸透流により、インクは第１の貫通口１６から第１の液流路１３を通って圧力室２０に流入する。エネルギー発生素子１１が作動しているときは、圧力室２０に流入したインクの一部が吐出口１２から吐出される。吐出されなかったインクは、第２の液流路１４に設けられた第１の電極２１と第２の電極２２によって発生した電気浸透流により、第２の液流路１４を通って第２の貫通口１７から液体吐出ヘッドの外部に流出する。液体吐出ヘッドの外部に流出したインクは記録装置のインクタンク等を経由した後に再度液体吐出ヘッドに流入する。このように、本発明の形態により圧力室２０内のインクは圧力室２０の外部との間で循環される。尚、本発明においては液体吐出ヘッドの外部との間で循環される構成だけでなく、液体吐出ヘッドの内部でインクが循環（圧力室２０の内部と外部との間でインクが流動）する構成も適用できる。
エネルギー発生素子１１が作動していないときにも、第１の電極２１と第２の電極２２に接続された交流電源ＡＣによる電気浸透流が生じているため、インクは第１の液流路１３から第２の液流路１４に向けて流れる。従って、仮に圧力室２０の内部でインクが濃縮しても、圧力室２０内における濃縮インクの滞留を抑制することができる。従って、吐出口１２からは増粘していない、または増粘の程度が小さい比較的フレッシュなインクを吐出することができ、画像の色ムラを低減することが可能となる。
（第２の実施形態）
図３Ａ～図３Ｃを用いて、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の構成を説明する。なお、以下の説明においては第１の実施形態との違いを主に説明するため、具体的な説明を省略した個所については第１の実施形態の説明を参照されたい。
図３Ａは本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の断面図、図３Ｂは図３ＡのＡ－Ａ線に沿った断面図、図３Ｃは図３Ｂと同じ断面における流速分布を示す模式図である。図３Ａは一つの吐出口１２と、それに関連する第１及び第２の液流路１３，１４、第１及び第２の貫通口１６，１７だけを示しているが、吐出口列１９と第１及び第２の貫通口列２５，２６の構成は第１の実施形態と同様である。
本実施形態では、第１の電極２１と第２の電極２２は吐出口形成部材１５の裏面に配置されている。裏面とは吐出口形成部材１５の基板１０に面する面を意味する。電気二重層の充填は吐出口形成部材１５の裏面にある電極上で生じる。そのため、図３Ｃに示すように、流路内に、吐出口形成部材１５の裏面側で流速が大きく、基板１０の表面に近づくにつれて流速がゼロに漸近する流速分布が生じる。第１の実施形態と同じ交流電源ＡＣと同じ周波数で第１の電極２１と第２の電極２２を駆動する場合、吐出口形成部材１５の裏面側の流速が大きいため、吐出口１２内のインクの濃縮を解消し易い。従って、インクの増粘をさらに効率的に軽減することができる。
（第３の実施形態）
図４Ａ～図４Ｃを用いて、本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の構成を説明する。なお、以下の説明においては第１の実施形態との違いを主に説明するため、具体的な説明を省略した個所については第１の実施形態の説明を参照されたい。
図４Ａは本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の断面図、図４Ｂは図４ＡのＡ－Ａ線に沿った断面図、図４Ｃは図４Ｂと同じ断面における流速分布を示す模式図である。図４Ａは一つの吐出口１２と、それに関連する第１及び第２の液流路１３，１４、第１及び第２の貫通口１６，１７だけを示しているが、吐出口列１９と第１及び第２の貫通口列２５，２６の構成は第１の実施形態と同様である。
本実施形態では、第１の液流路１３の第１の電極２１と第２の電極２２が吐出口形成部材１５の裏面に設けられ、第２の液流路１４の第１の電極２１と第２の電極２２が基板１０上に配置されている。第１の液流路１３の電極を吐出口形成部材１５の裏面に設けることで吐出口形成部材１５の裏面側の流速を高め、吐出口１２内部の濃縮を抑制することが容易となる。また、第２の液流路１４の電極を基板１０上に配置することで濃縮インクを流出させることが容易となる。従って、本実施形態では濃縮インクを吐出口の近傍から排出し、排出した濃縮インクを圧力室２０から第２の貫通口１７に排出することが容易となる。
（第４の実施形態）
図５Ａ、図５Ｂを用いて、本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の構成を説明する。なお、以下の説明においては第１の実施形態との違いを主に説明するため、具体的な説明を省略した個所については第１の実施形態の説明を参照されたい。
図５Ａは本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の斜視図、図５Ｂは図５Ａに示す記録素子基板の断面図である。
本実施形態では、吐出口列１９を挟んで設けられた２つの貫通口列がそれぞれ第１の１つの細長い貫通口１１６および第２の１つの細長い貫通口１１７で形成されている。第１の１つの細長い貫通口１１６および第２の１つの細長い貫通口１１７の吐出口列１９と平行な方向の寸法を実質的に大きくできるため、第１の１つの細長い貫通口１１６および第２の１つの細長い貫通口１１７の吐出口列１９と直交する方向の寸法を小さくすることができる。このため、第１の実施形態に比べて記録素子基板の幅方向寸法を縮小することが容易で、記録素子基板の小型化が可能である。いずれか一方の１つの細長い貫通口は第１の実施形態と同様、個々の液流路１３，１４毎に設けられていてもよい。
（第５の実施形態）
図６Ａ、図６Ｂを用いて、本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の構成を説明する。なお、以下の説明においては第１の実施形態との違いを主に説明するため、具体的な説明を省略した個所については第１の実施形態の説明を参照されたい。
図６Ａは本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の斜視図、図６Ｂは図６Ａに示す記録素子基板の断面図である。
本実施形態では、各吐出口１２について一つの貫通口２２６が設けられている。また、第４の実施形態と同様、一つの貫通口２２６は複数の吐出口１２に対して共通である。第１の液流路１３は一つの貫通口２２６に接続され、途中で１８０度向きを変え圧力室２０に接続されている。圧力室２０と一つの貫通口２２６とを連通する第２の液流路１４は直線上に形成された流路である。すなわち、細長い一つの貫通口２２６から第１の液流路１３を介して圧力室２０に供給されたインクは、第２の液流路１４を介して再び細長い貫通口２２６に戻るようにされている。本実施形態の構成によれば２列の貫通口列を配置する必要がないため、第１の実施形態に比べて記録素子基板の幅方向寸法を縮小することが容易で、記録素子基板の小型化が可能である。なお、細長い貫通口２２６に代えて、個々の吐出口１２に接続された複数の貫通口を設けることも可能である。
本実施形態では、インクが吐出されていないときも、一つの貫通口２２６から第１の液流路１３及び第２の液流路１４に流入したインクが、再び一つの貫通口２２６に戻る流れが形成される。このため、第１の実施形態と同様、濃縮されたインクの滞留を抑制する効果が得られる。
（第６の実施形態）
図７Ａ～図７Ｃを用いて、本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の構成を説明する。なお、以下の説明においては第１の実施形態との違いを主に説明するため、具体的な説明を省略した個所については第１の実施形態の説明を参照されたい。
図７Ａは本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の断面図、図７Ｂは図７ＡのＡ－Ａ線に沿った断面図、図７Ｃは図７Ｂと同じ断面における流速分布を示す模式図である。図７Ａは一つの吐出口１２と、それに関連する第１及び第２の液流路１３，１４、第１及び第２の貫通口１６，１７だけを示しているが、吐出口列１９と第１及び第２の貫通口列２５，２６の構成は第１の実施形態と同様である。
本実施形態では第１の液流路１３に第１の電極２１が、第２の液流路１４に第２の電極２２が設けられており、第１の電極２１と第２の電極２２は直流電源ＤＣに接続されている。より具体的には、第１の電極２１が直流電源ＤＣの正極に接続され、第２の電極２２が直流電源ＤＣの負極に接続されている。第１の電極２１と第２の電極２２の寸法は実質的に同じであるが、第１の実施形態のように異なっていてもよい。電極は基板１０上と吐出口形成部材１５の裏面のいずれに配置されてもよい。
図７Ｃに示すように、流速分布は概ね栓流に近い流速分布を示す。このような流速分布が生じる理由は以下の通りである。壁面に平行な電界が外部から印加されると、固体表面が負に帯電し、界面近傍の液体中では正イオンが過剰になる。そのため、局所的に液体が正に帯電し電気二重層のイオンが電界の方向に力を受け、壁近傍でインクの移動が生じるためである。直流電源ＤＣのため、液体の電気分解が生じない電圧で電極を駆動する必要があり（水の場合、電圧は約１Ｖ以下が好ましい）、交流電源ＡＣを用いる場合と比べて得られる流速は小さい。しかし、第１の電極２１と第２の電極２２を直流電源ＤＣに接続するだけでインク流れを発生させることができるため、第１の実施形態よりシンプルな構成が得られる。
尚、本実施形態においては第１及び第２の電極を基板１０に設ける構成であるが、これに限らず、第２の実施形態で示したように第１及び第２の電極を吐出口形成部材１５の裏面に設ける構成にも適用できる。また第３の実施形態に示すように第１及び第２電極の一方を基板１０に、他方を吐出口形成部材１５に設ける構成にも適用できる。
（第７の実施形態）
図８Ａ～図８Ｃを用いて、本発明の第７の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の構成を説明する。なお、以下の説明においては第１の実施形態との違いを主に説明するため、具体的な説明を省略した個所については第１の実施形態の説明を参照されたい。
図８Ａは本発明の第７の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の断面図、図８Ｂは図８ＡのＡ－Ａ線に沿った断面図、図８Ｃは図８Ｂと同じ断面における流速分布を示す模式図である。図８Ａは一つの吐出口１２と、それに関連する第１及び第２の液流路１３，１４、第１及び第２の貫通口１６，１７だけを示しているが、吐出口列１９と第１及び第２の貫通口列２５，２６の構成は第１の実施形態と同様である。
本実施形態では第１の液流路１３に第１の電極２１が、第２の液流路１４に第２の電極２２が設けられており、第１の電極２１と第２の電極２２がそれぞれ交流電源ＡＣの＋端子と－端子に接続されている。第１の電極２１と第２の電極２２の寸法は概ね同等である。
図８Ｃで示すように、本実施形態では概ね吐出口１２もしくはエネルギー発生素子１１を中心に回転するミキサーのような流速分布が生じる。その理由は図２Ａ，図２Ｂで説明した通りである。吐出口１２の近傍を通る流れ成分が形成されているため、吐出口１２近傍の濃縮したインクを流動させることができる。従って、吐出口１２近傍でのインクの濃縮を抑制できる。交流電源ＡＣに接続されているため、電気分解による泡の発生が抑制され、高電圧化が可能になる。そのため、第６の実施形態よりインクを高流速で流すことが容易である。従って、シンプルな構成でインクの高流速化が可能である。
（第８の実施形態）
図９Ａ～図９Ｅを用いて、本発明の第８の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の構成を説明する。なお、以下の説明においては第１の実施形態との違いを主に説明するため、具体的な説明を省略した個所については第１の実施形態の説明を参照されたい。
図９Ａは本発明の第８の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の断面図、図９Ｂは図９ＡのＡ－Ａ線に沿った断面図、図９Ｃは図９Ｂと同じ断面における流速分布を示す模式図である。図９Ｄは図９ＡのＢ－Ｂ線に沿った断面図、図９Ｅは図９Ｄと同じ断面における流速分布を示す模式図である。図９Ａは一つの吐出口１２と、それに関連する第１及び第２の液流路１３，１４、第１及び第２の貫通口１６，１７だけを示しているが、吐出口列１９と第１及び第２の貫通口列２５，２６の構成は第１の実施形態と同様である。
本実施形態では、第１の電極２１，第２の電極２２に加えて、第３の電極２７と第４の電極２８が形成されている。第３の電極２７と第４の電極２８はそれぞれビア２９によって配線（図示せず）に接続されている。第１の電極２１、第２の電極２２は第１の実施形態と同様の構成であり、具体的には以下の構成を有している。まず、第１の電極２１と第２の電極２２は交流電源ＡＣの＋端子と－端子に接続されている。第１の電極２１は第２の電極２２は第１の液流路１３及び第２の液流路１４に共に配置されている。第１の電極２１の流路方向寸法は第２の電極２２の流路方向寸法より小さい。第１の電極２１と第２の電極２２は基板１０上に配置されている。第３の電極２７と第４の電極２８は交流電源ＡＣの両極に接続されているが、第６の実施形態と異なり、吐出口１２もしくはエネルギー発生素子１１を挟んだ両側に配置されている。第３の電極２７と第４の電極２８は第１の液流路１３、第２の液流路１４、圧力室２０のいずれに配置されてもよい。
第１の電極２１と第２の電極２２により、第１の液流路１３から第２の液流路１４に向かうインク流が生じる。このため、圧力室２０を横断するフレッシュなインク流が生じる。また、図９Ｅに示すように第３の電極２７と第４の電極２８により、吐出口１２に向かう流れ成分が発生する。このため、吐出口１２内部のインク濃縮を効率的に抑制することができる。本実施形態では、以上の２つを組合せた構成により、他の実施形態と比べてインクの増粘の軽減効果が大きい。
本発明によれば、圧力室内に液体を流入させ、圧力室内から液体を流出させることにより、吐出口からの液体の蒸発による液体の増粘を軽減することで画像の色ムラを低減することが可能となる。
この出願は２０１６年３月２９日に出願された日本国特許出願番号２０１６－０６５６２８の優先権を主張するものであり、それらの内容を引用してこの出願の一部とするものである。
１　記録素子基板
１０　基板
１１　エネルギー発生素子
１２　吐出口
１３　第１の液流路
１４　第２の液流路
１５　吐出口形成部材
１６　第１の貫通口
１７　第２の貫通口
２０　圧力室
２１　第１の電極
２２　第２の電極
２３　第２の配線
２４　第１の配線

Claims (17)

  1. 液体を吐出する吐出口と、
    前記吐出口に連通する第１の液流路と、
    前記吐出口に関し前記第１の液流路の反対側で前記吐出口と流通する第２の液流路と、
    前記第１の液流路に設けられる第１の電極と、
    前記第２の液流路に設けられる、前記第１の電極とともに前記吐出口に供給される液体に電気浸透流を発生させる第２の電極と、
    を有する液体吐出ヘッド。
  2. 前記吐出口と対向して位置し、液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、
    前記エネルギー発生素子が設けられた基板と、
    を有し、前記第１の電極と前記第２の電極は前記基板に配置されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 前記吐出口が設けられた吐出口形成部材を有し、前記第１の電極と前記第２の電極は前記吐出口形成部材に配置されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記吐出口と対向して位置し、前記液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、
    前記エネルギー発生素子が設けられた基板と、
    前記吐出口が設けられた吐出口形成部材を有し、
    前記第１の電極は前記基板に配置され、前記第２の電極は前記吐出口形成部材に配置されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 前記第１の電極が交流電源の一端に接続され、前記第２の電極が前記交流電源の他端に接続されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 少なくとも一つの前記第１の電極が前記第１及び第２の液流路にそれぞれ配置され、少なくとも一つの前記第２の電極が前記第１及び第２の液流路にそれぞれ配置され、
    前記第１及び第２の液流路の夫々において、前記第１の電極と前記第２の電極は交互に配置され、前記第１及び第２の電極の前記第１及び第２の液流路に沿った方向の寸法が互いに異なっている、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
  7. 一つの前記第１の電極が前記第１の液流路に配置され、一つの前記第２の電極が前記第２の液流路に配置され、前記第１の電極の前記第１の液流路に沿った方向の寸法が、前記第２の電極の前記第２の液流路に沿った方向の寸法と同じである、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を内部に備える圧力室と、
    前記圧力室、前記第１の液流路、または前記第２の液流路内に、前記吐出口を挟むように配置された第３及び第４の電極と、
    を有し、
    前記第３の電極が第２の交流電源の一端に接続され、前記第４の電極が前記第２の交流電源の他端に接続されている、請求項６または７に記載の液体吐出ヘッド。
  9. 前記第１の電極が直流電源の一端に接続され、前記第２の電極が前記直流電源の他端に接続されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
  10. 前記液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基板を貫通し、前記第１の液流路または前記第２の液流路と接続された貫通口を有し、前記貫通口は前記第１の液流路または前記第２の液流路毎に設けられている、請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
  11. 前記液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基板を貫通し、前記第１の液流路または前記第２の液流路と接続された貫通口を有し、前記貫通口は複数の前記第１の液流路または複数の前記第２の液流路に共有されている、請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
  12. 前記液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、当該エネルギー発生素子を内部に備える圧力室とを有し、前記圧力室内の液体は当該圧力室の外部との間で循環される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
  13. 液体を吐出する吐出口と、
    前記吐出口に流通する第１の液流路と、
    前記吐出口に関し前記第１の液流路の反対側で前記吐出口と連通する第２の液流路と、
    前記第１の液流路及び前記第２の液流路の夫々に設けられる、第１の電極、及び前記第１の電極とともに前記吐出口に供給される液体に電気浸透流を発生させる第２の電極と、
    を有する液体吐出ヘッド。
  14. 前記第１の電極が交流電源の一端に接続され、前記第２の電極が前記交流電源の他端に接続されている、請求項１３に記載の液体吐出ヘッド。
  15. 前記第１の電極と前記第２の電極は、前記第１及び第２の液流路に沿った方向の寸法が互いに異なっている、請求項１３または１４に記載の液体吐出ヘッド。
  16. 液体を吐出する吐出口に連通する第１の液流路と、前記吐出口に関し前記第１の液流路の反対側で前記吐出口に連通する第２の液流路と、に液体を充填することと、
    前記第１の液流路に位置する第１の電極と、前記第２の液流路に位置する第２の電極を直流または交流電源に接続し、前記液体に電気浸透流を発生させることと、を有する液体の循環方法。
  17. 前記第１及び第２の電極に通電し液体を流動させた状態で、エネルギー発生素子を駆動して吐出口から液体を吐出させる、請求項１６に記載の液体の循環方法。
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