JPH1076654A - 液体吐出方法、液供給方法、液体吐出ヘッド、該液体吐出ヘッドを用いた液体吐出ヘッドカートリッジ、及び液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】全く新規な液体吐出技術を用い、よりコンパク
トな液体吐出ヘッド構造を実現する。 【解決手段】液体を吐出するための気泡を発生する発熱
体２と、発熱体２に対応して設けられた吐出口（オリフ
ィス２４により形成された吐出口）と、吐出口に連通し
た第１の液流路と、発熱体２に対応して設けられた第２
の液流路１６と、第１の液流路と第２の液流路１６を分
離する分離壁１０５と、を有し、分離壁１０５は吐出口
側に可動部材１０６を有し、発熱体２により発生した気
泡により生じる圧力に基づいて可動部材１０６を第１の
液流路側へ変位させてその圧力を吐出口側へ導く液体吐
出ヘッドであって、発熱体２を配した基板１が支持体２
１上に固定され、基板１に貫通穴２０が形成されてい
る。、第２の液供給路は、支持体２１側から貫通穴２０
を介して第２の液流路１６に連通する経路から構成され
ている。

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方法、液体吐出ヘッド、この
液体吐出ヘッドを用いた液体吐出ヘッドカートリッジ、
及び液体吐出装置に関する。

【０００２】特に本発明は、気泡の発生を利用して変位
する可動部材を有する液体吐出ヘッド、液供給方法、そ
の液体吐出ヘッドを用いたヘッドカートリッジおよび液
体吐出装置に関する。

【０００３】また本発明は紙、糸、繊維、布帛、皮革、
金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の
被記録媒体に対し記録を行うプリンター、複写機、通信
システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワ
ードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合
的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明であ
る。

【０００４】

【従来の技術】記録信号に応じて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よ
り知られている。このバブルジェット記録方法を用いる
記録装置には、米国特許第４,７２３,１２９号明細書等
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、一般的に設けられて
いる。そして、このバブルジェット記録方法では、液体
中に膜沸騰を生じさせて気泡を成長させるのが一般的で
ある。

【０００５】このよう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ともに、
この記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための
吐出口を高密度に配置することができるため、小型の装
置で高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に
得ることができるという多くの優れた点を有している。
このため、このバブルジェット記録方法は、近年、プリ
ンター、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器
に利用されており、さらに、捺染装置等の産業用システ
ムにまで利用されるようになってきている。

【０００６】このようにバブルジェット技術が多方面の
製品に利用されるにしたがって、近年、次のような要求
がさらに高まってきている。

【０００７】例えば、エネルギー効率の向上の要求に対
する検討としては、保護膜の厚さを調整するといった発
熱体の最適化が挙げられている。この手法は、発生した
熱のインク等の液体への伝搬効率を向上させる点で効果
がある。また、高品質の画像を得るために、インクの吐
出スピードが速くかつ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
条件が提案されている。また、高速記録の観点から、吐
出後における液体の液流路内への充填（リフィル）速度
の大き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】これら各種提案された流路形状の内、流路
構造として図１(a),(b)に示すものが、特開昭６３−１
９９９７２号公報等に記載されている。この公報に記載
されている流路構造やヘッド製造方法は、気泡の発生に
伴って発生するバック波（吐出口へ向かう方向とは逆の
方向へ向かう圧力、すなわち、液室１２の方向へ向かう
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１(a),(b)に示す流路形状では、素子基
板１上に発熱体（発熱素子）２が設けられるとともに、
発熱体２によって形成される気泡の発生領域よりも離
れ、かつ、発熱体２に関して吐出口１８とは反対側に位
置するに弁９０が設けられている。この弁９０は、板材
等を利用する製造方法によって、図１(b)に示すよう
に、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。図
１(a),(b)に示される発明では、上述したバック波の一
部を弁９０によって制御し、上流側へのバック波の進行
を抑えることで、エネルギー損失を抑制するとされてい
る。しかしながら、気泡の発生する過程を詳細に検討す
ると分かるように、吐出すべき液体を保持する流路１０
の内部に弁９０を設けて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。すなわ
ち、もともとバック波自体は、前述したように吐出に直
接関係しないものである。このバック波が流路１０内に
発生した時点では、図１(a)に示すように、気泡のうち
吐出に直接関係する圧力はすでに流路１０から液体を吐
出可能状態にしている。したがって、バック波、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。

【００１０】他方、バブルジェット記録方法において
は、発熱体がインクに接した状態で加熱を繰り返すた
め、発熱体の表面にインクの焦げによる堆積物が発生す
るが、インクの種類によってはこの堆積物が多く発生す
ることで、気泡の発生を不安定にしてしまい、良好なイ
ンクの吐出を行うことが困難な場合があった。また、吐
出すべき液体が熱によって劣化しやすい液体の場合や十
分に発泡が得られにくい液体の場合においても、吐出す
べき液体を変質させず、良好に吐出するための方法が望
まれていた。

【００１１】このような観点から、熱により気泡を発生
させる液体（発泡液）と吐出する液体（吐出液）とを別
液体とし、発泡による圧力を吐出液に伝達することで吐
出液を吐出する方法が、特開昭６１−６９４６７号公
報、特開昭５５−８１１７２号公報、米国特許第４,４
８０,２５９号等の公報に開示されている。これらの公
報では、吐出液であるインクと発泡液とをシリコンゴム
などの可撓性膜で完全分離し、発熱体に吐出液が直接接
しないようにすると共に、発泡液の発泡による圧力を可
撓性膜の変形によって吐出液に伝える構成をとってい
る。このような構成によって、発熱体表面の堆積物の防
止や、吐出液体の選択自由度の向上等を達成している。

【００１２】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、エネルギー効率や吐出力が低下
してしまうおそれがあった。

【００１３】ところで、電気熱変換体などによって液体
を加熱することによって液体中に気泡を発生させた場
合、発生した気泡が収縮し消泡する際のキャビテーショ
ンによって、電気熱変換体にダメージが加わるおそれが
あり、このため、この種の液体吐出ヘッドでは、電気熱
変換体を含む表面にタンタルなどからなる耐キャビテー
ション層を設けることが行われているが、さらなる信頼
性の向上のためには、このキャビテーション防止手段も
重要である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、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
吐出する方法では、さらなる吐出特性の向上が望まれて
いる。そこで、本発明者らは、液滴吐出の原理に立ち返
り、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、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の技術解析、及び気泡による液滴吐出原
理を起点とする第２の技術解析、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の技術解析を
行った。その結果、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法での根本的な吐出
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可能にした。

【００１５】すなわち本発明者らは、上述した各解析に
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
し、この新たに得られた技術に基づく発明を特許として
出願した。具体的には、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
あること、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
上をもたらすことが判明し、このことから、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
ることによって、従来の液体吐出方法に比べて極めて高
い技術水準の発明を完成させた。この発明では、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、気泡形成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
案することが好ましいことが明らかにされている。ま
た、可動部材の配置と液供給路の構造を考慮すること
で、リフィル速度が大幅に向上することも示されてい
る。

【００１６】さらに本発明者らは、前述した技術に加え
て、液流路の構造や発熱体形状を考慮することで、吐出
力を一層向上させつつ、バック波や、液体供給方向とは
逆の方向への気泡の成長成分をさらに抑止し、吐出され
る液体の流れを一方向化させる画期的な技術を導き出す
に至った。

【００１７】特に本発明では、上述した吐出原理をより
有効に活用することを狙い、可動部材の下に供給される
液体の供給系路の構造に着目、改善することによって、
極めてシンプルな構成で安定した吐出性能を得るという
画期的な技術を導き出すに至った。

【００１８】すなわち本発明の主たる目的は以下の通り
である。

【００１９】本発明の第１の目的は、上記知見から得ら
れた全く新規な液体吐出技術を用い、よりコンパクトな
ヘッド構造を実現する液体吐出ヘッド、液供給方法を提
供することにある。さらには、その液体吐出ヘッドを用
いた液体吐出ヘッドカートリッジ、液体吐出装置を提供
することにある。

【００２０】第２の目的は、発生した気泡を可動部材を
有する液流路によって制御し、吐出力の向上を図りつ
つ、液体供給方向とは逆の方向への気泡の成長成分や圧
力波（バック波）を抑制することによって吐出される液
体の流れを安定化することができる液体吐出方法及び液
体吐出ヘッドを提供することにある。

【００２１】第３の目的は、発熱体（電気熱変換体な
ど）上に生ずるキャビテーションを防止することができ
る液体吐出方法及び液体吐出ヘッドを提供することにあ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の液体吐出方法は、液体を吐出するた
めの気泡を発生する発熱体と、発熱体に対応して設けら
れた吐出口と、吐出口に連通した第１の液流路と、発熱
体に対応して設けられた第２の液流路と、第１および第
２の液流路を分離する分離壁と、を有し、分離壁は、吐
出口側に自由端を有し、発熱体にて発生した気泡により
生じる圧力に基づいて自由端を第１の液流路側へ変位さ
せて圧力を吐出口側へ導き、液体を吐出口から吐出する
液体吐出方法において、第２の液流路への液供給と第１
の液流路への液供給とをそれぞれが異なる側から行う。

【００２３】本発明の第２の液体吐出方法は、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、気泡発生領域に面して配され、第１の位置と第１の
位置よりも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するヘッドを使用し、少なくと
も気泡発生領域に液体を供給し、気泡発生領域での気泡
の発生に基づく圧力によって第１の位置から第２の位置
へ可動部材を変位させ、この可動部材の変位によって気
泡を吐出口の側に膨張させ、吐出口から液体を吐出する
液体吐出方法において、気泡発生領域への液体の供給
を、可動部材に対向した面側より行うことを特徴とす
る。具体的には、気泡発生領域に対して設けられた貫通
孔から液体が供給されるようにすればよい。

【００２４】本発明の第３の液体吐出方法は、気泡の発
生によって吐出口から液体を吐出する液体吐出方法にお
いて、吐出口に連通する液流路と、発熱体を備えて気泡
を発生する気泡発生領域と、吐出口側に自由端を有し液
流路と気泡発生領域との間に配された可動部材とを有す
るヘッドを使用し、液流路に第１の液体を供給するとと
もに可動部材に対向した面側から気泡発生領域に第２の
液体を供給し、発熱体を発熱させることによって気泡発
生領域に気泡を発生させ、気泡の発生による圧力に基づ
いて可動部材の自由端を液流路側に変位させ、この可動
部材の変位によって圧力を液流路の吐出口側に導くこと
で液体を吐出することを特徴とする。この場合、吐出口
に対面する位置に発熱体を備え、可動部材が発熱体と吐
出口との間に介在するようにし、可動部材の変位によっ
て圧力が発熱体に対面する吐出口側に導かれるようにし
てもよい。また、第１の液体と第２の液体を同一の液体
としてもよいし、異なる液体としてもよい。

【００２５】本発明の液体吐出方法によれば、発生する
気泡とこれによって変位する可動部材との相乗効果によ
って、吐出口近傍の液体を効率よく吐出することができ
るようになって、従来の液体吐出ヘッドに比べ、吐出効
率が向上する。また、第２の液流路への液供給と第１の
液流路への液供給とをそれぞれが異なる側から行うこと
により、装置の小型化を図ることが可能になる。さら
に、可動部材に対向する面、すなわち発熱体の下側から
発熱体表面の気泡発生領域に液体を供給しているから、
吐出力の向上を図りつつ、液体供給方向とは逆方向への
気泡の成長成分や圧力波成分を抑制することができ、吐
出される液体の流れを一方向に限ることができて安定化
させることができる。さらにまた、例えば、発熱体での
キャビテーション発生部に貫通孔が設けられている構成
とすれば、発熱体上でのキャビテーション発生が防止さ
れ、発熱体の長寿命化が可能になる。

【００２６】本発明の液供給方法は、液体を吐出するた
めの気泡を発生する発熱体と、発熱体に対応して設けら
れた吐出口と、吐出口に連通した第１の液流路と、発熱
体に対応して設けられた第２の液流路と、第１および第
２の液流路を分離する分離壁と、を有し、分離壁は、吐
出口側に自由端を有し、前記発熱体にて発生した気泡に
より生じる圧力に基づいて自由端を第１の液流路側へ変
位させて前記圧力を吐出口側へ導く液体吐出ヘッドにお
ける液供給方法であって、第２の液流路への液供給と第
１の液流路への液供給とをそれぞれが異なる側から行
う。

【００２７】この液供給方法の場合、発熱体が配された
基板に貫通穴を設け、第２の液流路への液供給を、基板
を固定する支持体の裏面から貫通穴を介して行うように
してもよい。さらに、分離壁として形状が略コの字状の
もの用い、分離壁を発熱体が配された基板を覆うように
固定し、第２の液流路への液供給を、基板を固定する支
持体の裏面から基板の側部と分離壁の側壁との間に形成
された間隙を介して行うようにしてもよい。さらに、発
熱体が配された複数の基板を、発熱体の間隔が一定とな
るように支持体上に列状に固定し、第２の液流路への液
供給を、支持体側から基板の側壁間に形成された間隙を
介して行うようにしてもよい。この場合、分離壁として
形状が略コの字状のもの用い、分離壁を各基板を覆うよ
うに固定し、第２の液流路への液供給を、支持体側から
基板の側部と分離壁の側壁との間に形成された間隙を介
してさらに行うようにしてもよい。

【００２８】本発明の第１の液体吐出ヘッドは、液体を
吐出するための気泡を発生する発熱体と、発熱体に対応
して設けられた吐出口と、吐出口に連通した第１の液流
路と、発熱体に対応して設けられた第２の液流路と、第
１および第２の液流路を分離する分離壁と、を有し、分
離壁は、吐出口側に自由端を有し、発熱体にて発生した
気泡により生じる圧力に基づいて自由端を第１の液流路
側へ変位させて圧力を吐出口側へ導く液体吐出ヘッドに
おいて、第１の液流路に連通する第１の液供給路と第２
の液流路に連通する第２の液供給路とがそれぞれ異なる
側に設けられている。

【００２９】この液体吐出ヘッドは、発熱体が配された
基板が支持体上に固定され、基板は貫通穴を持ち、第２
の液供給路が支持体側から貫通穴を介して第２の液流路
に連通する経路よりなるように構成してもよい。また、
発熱体が配された基板が支持体上に固定され、分離壁は
形状が略コの字状で、基板を覆うように固定され、第２
の液供給路が支持体側から基板の側部と分離壁の側壁と
の間に形成された間隙を介して第２の液流路に連通する
経路よりなるように構成してもよい。さらに、発熱体が
配された複数の基板が、発熱体の間隔が一定となるよう
に支持体上に列状に固定され、第２の液供給路が支持体
側から基板の側壁間に形成された間隙を介して第２の液
流路に連通する経路よりなるように構成してもよい。こ
の場合、分離壁は形状が略コの字状で各基板を覆うよう
に固定され、第２の液供給路が支持体側から基板の側部
と分離壁の側壁との間に形成された間隙を介して第２の
液流路に連通する経路を含むように構成してもよい。

【００３０】上述のように吐出口側に自由端を有し、発
熱体にて発生した気泡により生じる圧力に基づいて自由
端を第１の液流路側へ変位させて圧力を吐出口側へ導く
よう構成された液体吐出ヘッドでは、第１および第２の
液流路への液供給はそれぞれ異なる経路で行われる。こ
の場合、第２の液の供給系を第１の液の供給系の後方に
配設し、共にヘッドの上方から供給すると、ヘッドが大
きくなり、さらには天板や分離壁に貫通穴を設けるとい
ったことが必要になることから、ヘッド構造が複雑にな
ってしまう。本発明によれば、第１および第２の液流路
への各液供給路は、それぞれ異なる側に設けられるの
で、装置の小型化を図れる。さらに、支持体側から第２
の液流路への液供給を行う構成では、天板や分離壁に第
２の液流路への液供給を行うための貫通穴を設ける必要
がないので、ヘッド構造の簡素化を図れる。特に、基板
を複数配列し、基板間に形成された隙間を利用して第２
の液流路への液供給を行う構成においては、基板に貫通
穴を設ける必要がないので、ヘッド構造のさらなる簡素
化を図れる。加えて、各基板上に構成された各第２の液
流路への液供給は基板の両側から液供給がなされるの
で、効率的、かつ、安定な液供給が得られる。

【００３１】本発明の第２の液体吐出ヘッドは、液体を
吐出する吐出口と、液体に熱を加えることで液体に気泡
を発生させる発熱体と、発熱体に面して配され自由端と
支点とを備えた可動部材とを有し、気泡の発生に基づく
圧力によって可動部材を変位させ、この可動部材の変位
によって液体を前記吐出口から吐出する液体吐出ヘッド
において、発熱体に貫通孔が設けられ、貫通孔を介して
発熱体上に液体が供給される。

【００３２】本発明の第３の液体吐出ヘッドは、液体を
吐出する吐出口と、吐出口に連通した液流路と、発熱体
を備え液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、液流路
と気泡発生領域の間に配されて吐出口側に自由端を有し
気泡発生領域内での気泡の発生による圧力に基づいて自
由端を液流路側に変位させて圧力を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において、発熱
体に設けられた貫通孔と、液流路に液体を供給するため
の第１の供給路と、貫通孔を介して気泡発生領域に液体
を供給するための第２の供給路と、を備えることを特徴
とする。この液体吐出ヘッドにおいては、吐出口に対面
する位置に発熱体を備え、可動部材を吐出口と発熱体と
の間に介在させて気泡による可動部材の変位により、圧
力を発熱体に対面している吐出口側に導くようにしてよ
い。この液流路と気泡発生領域とをともに備える構成で
は、第１の液体と第２の液体を同一の液体にしてもよい
し、異なる液体にしてもよい。

【００３３】上述した各液体吐出ヘッドでは、発熱体の
発熱によって液体に生じた膜沸騰現象によって気泡が発
生するようにすることが好ましい。

【００３４】本発明の液体吐出ヘッドカートリッジは、
上述のいずれかの液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドの
第１および第２の液供給路を介して第１および第２の液
体を供給する第１および第２の液体容器と、を有する。
この場合、液体吐出ヘッドと第１および第２の液体容器
とは分離可能に構成されていてもよい。

【００３５】本発明の液体吐出装置は、上述のいずれか
の液体吐出ヘッドを、副走査方向に往復移動可能なキャ
リッジに搭載し、被記録媒体への記録を行うことを特徴
とする。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】

【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。

【００４０】《本発明が前提とする液体吐出原理》ま
ず、本発明の実施の形態を説明するのに先立って、本発
明が前提とするところの液体吐出原理について説明す
る。本発明が前提とする液体吐出原理では、液路内に可
動部材を配し、液体を吐出するための、気泡に基づく圧
力の伝搬方向や気泡の成長方向をこの可動部材によって
制御し、これによって吐出力や吐出効率の向上を図って
いる。

【００４１】図２(a)〜(d)は、液体吐出ヘッドを液流路
方向で切断した断面模式図であって、この吐出原理によ
る液滴の吐出過程を順を追って示している。また、図３
はこの液体吐出ヘッドの部分破断斜視図を示している。

【００４２】こ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（ここでは、例えば、４０μｍ
×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１上に、発熱体２に対応して
液流路１０が配されている。液流路１０は、吐出口１８
に連通するととともに、複数の液流路１０に液体を供給
するための共通液室１３に連通しており、吐出口１８か
ら吐出された液体に見合う量の液体をこの共通液室１３
から受け取るようになっている。

【００４３】この液流路１０に対応する位置の素子基板
１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３１の一端は、液流路１０の壁や素子基板１上に
感光性樹脂などをパターニングして形成した土台（支持
部材）３４等に固定されている。これによって、可動部
材３１は、保持されるとともに支点（支点部分）３３を
構成している。

【００４４】この可動部材３１は、液体の吐出動作によ
って共通液室１３から可動部材３１を経て吐出口１８側
へ流れる大きな流れの上流側に支点（支点部分；固定
端）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、例えば発熱体２から
１５μｍ程度の距離を隔てて配されている。この発熱体
２と可動部材３１との間が気泡発生領域となる。なお発
熱体２、可動部材３１の種類や形状および配置はこれに
限られることなく、後述するように気泡の成長や圧力の
伝搬を制御しうる形状および配置であればよい。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を境にして吐出口１８に直接連
通している部分を第１の液流路１４とし、これに対して
気泡発生領域１１や液体供給路１２を有する部分を第２
の液流路１６として、これら２つの領域（第１の液流路
１４及び第２の液流路１６）に分けて説明する。

【００４５】発熱体２を発熱させることで可動部材３１
と発熱体２との間の気泡発生領域１１の液体に熱を作用
し、液体に、米国特許第４,７２３,１２９号明細書に記
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３１に
優先的に作用し、可動部材３１は図２(b),(c)もしくは
図３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の変位もしくは
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１８側に導かれる。

【００４６】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、気泡発生領域１１に対面するように配された
可動部材３１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が、吐出口１８が配さ
れた下流側へ導かれることである。

【００４７】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４と、上述したような可動部材を用いた
液流路構造を模式的に示した図５とを比較して、この吐
出原理をさらに詳しく説明する。ここでは、吐出口方向
への圧力の伝搬方向をＶ_A、上流側への圧力の伝搬方向
をＶ_Bとして示した。

【００４８】図４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の形成による圧力伝
搬方向は、Ｖ₁〜Ｖ₈に示すように、それぞれ気泡４０の
表面の法線方向となり、さまざまな方向を向いている。
このうち、液吐出に最も影響を及ぼすＶ_A方向に圧力伝
搬方向の成分を持つものは、Ｖ₁〜Ｖ₄すなわち気泡のほ
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、これらは、吐出効率、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、Ｖ
_Aに向かう方向成分は比較的少ない。

【００４９】これに対して、図５で示されるように上述
の原理に基づいて可動部材を設けた場合には、図４に示
す従来の場合ではさまざまな方向を向いていた気泡の圧
力伝搬方向Ｖ₁〜Ｖ₄が、可動部材３１によって下流側
（吐出口側）へ導かれ、Ｖ_Aの圧力伝搬方向に変換さ
れ、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３１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。

【００５０】図２に戻って、この液体吐出ヘッドの吐出
動作について詳しく説明する。

【００５１】図２(a)は、発熱体２に電気エネルギー等
のエネルギーが印加される前の状態であり、発熱体２が
熱を発生する前の状態である。ここで重要なことは、可
動部材３１が、発熱体２の発熱によって発生した気泡４
０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４０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２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。

【００５２】図２(b)は、発熱体２に電気エネルギーな
ど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が加熱され、膜
沸騰に伴う気泡が発生した状態を示している。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の位置から第２の位置へ変位する。ここで重要
なことは、前述したように、可動部材３１の自由端３２
を下流側（吐出口側）に配置し、支点３３を上流側（共
通液室側）に位置するように配置して、可動部材３１の
少なくとも一部を発熱体２の下流部分すなわち気泡４０
の下流部分に対面させることである。

【００５３】図２(c)は、気泡４０がさらに成長した状
態を示しているが、ここでは、気泡４０の発生に伴う圧
力に応じて、可動部材３１はさらに変位している。発生
した気泡４０は、上流より下流に大きく成長するととも
に、可動部材３１の第１の位置（点線位置）を越えて大
きく成長している。このように気泡４０の成長に応じて
可動部材３１が徐々に変位して行くことで、気泡４０の
圧力伝搬方向や体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１８に均一的に向かわ
せることができることも、吐出効率を高めていると考え
られる。可動部材３１は、気泡や気泡形成に伴う圧力波
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、圧力の伝
搬方向や気泡の成長方向を効率よく制御することができ
る。

【００５４】図２(d)は、吐出された液滴４５が飛翔し
ているとともに、気泡４０が、前述した膜沸騰の後、気
泡内部の圧力の減少によって収縮し、消滅する状態を示
している。この状態では、もはや、発熱体２には電気エ
ネルギーは印加されていない（少なくとも、気泡を維持
するのに必要な程度以上のエネルギーは供給されていな
い）。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３１自身のばね性による
復元力によって、図２(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（図示Ｂ側）、すなわち共通液
室側から、流れＶ_D1,Ｖ_D2のように、また、吐出口側か
ら流れのＶ_cのように、液体が流れ込んでくる。

【００５５】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、この液体吐
出ヘッドにおける液体のリフィルについて詳しく説明す
る。図２(c)の状態の後、気泡４０が最大体積の状態を
経て消泡過程に入ったときには、消泡した体積を補う体
積の液体が、気泡発生領域１１に、第１の液流路１４の
吐出口１８側と第２の液流路１６の共通液室側１３から
流れ込む。

【００５６】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）。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。

【００５７】これに対して、上述した吐出原理を用いた
この液体吐出ヘッドでは、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の位置を境に上側を
Ｗ1、気泡発生領域１１側をＷ2とした場合、消泡時に可
動部材３１が元の位置に戻った時点でメニスカスＭ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の液流路１６の流れＶ_D2からの液供給によって
なされる。これにより、従来は気泡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、ここでは、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る。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の液流路１６
の上流側（Ｖ_D2）から強制的に行うことができるため、
より速いリフィルを実現できる。

【００５８】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
ていたのに対し、ここで述べる高速リフィルにおいて
は、可動部材３１によって、吐出口側の第１の液流路１
４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。

【００５９】このように、本発明が用いる吐出原理によ
れば、第２の液流路１６の液供給路１２を介しての気泡
発生領域１１への強制的なリフィルと、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。

【００６０】上述した液体吐出原理は、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、気泡の発生
による圧力の上流側への伝搬（バック波）が抑制される
ことである。従来、発熱体上で発生した気泡の内、共通
液室側（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。上述した液体吐出原理によれば、
まず可動部材３１によって上流側へのこれらの作用を抑
えられ、リフィル供給性の向上がさらに図られている。

【００６１】次に、上述した吐出原理におけるさらなる
特徴的な構造と効果について、以下に説明する。

【００６２】第２の液流路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、ここ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。

【００６３】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２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の液流路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。ここで述べる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_D1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。

【００６４】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６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し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６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の液流路１４、第２の
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。

【００６５】補足すれば、上述の図２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、または気泡を可動部材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。

【００６６】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。

【００６７】また、以上説明した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。

【００６８】上述のような液体吐出原理を踏まえ、以
下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。ま
ず、上述の液体吐出原理においてさらにリフィル特性及
び吐出効率を向上させるための方策と、発熱体２に対す
るキャビテーションの影響について考察する。

【００６９】図２や図３に示された液体吐出ヘッドは、
少なくとも可動部材３１の近傍では、液流路が、可動部
材３１をはさんで第１の液流路１４と第２の液流路１６
とに分かれている。ここで、バック波ないし上流側に成
長する気泡部分に着目すると、上述したような可動部材
３１の変位によって、第１の液流路１４では、このよう
なバック波ないし上流側への気泡部分は微小なものであ
る、しかしながら、第２の液流路１６では、図２や図５
でのＶ₈で示されるように、上流側へのバック波ないし
気泡部分は完全には抑止されない。この対策として、気
泡形成領域１１につながる第２の液流路１６では、気泡
形成領域１１より上流側に狭窄部などを設けて、バック
波などがより上流側の液室部分などに容易には伝わらな
いようにすることが考えられる。しかしながら、狭窄部
を設ければ、リフィルがその分阻害されることになる。
そこで、液体のリフィルを阻害することなく、さらに向
上させ、かつ、より吐出効率を向上させることが重要と
なる。

【００７０】発熱体２に対するキャビテーションの影響
を低減するためには、消泡時の気泡の中心が、発熱体２
上には位置しないようにすることが有効である。

【００７１】《第１の実施の形態》次に、本発明の第１
の実施の形態の液体吐出ヘッドについて説明する。この
液体吐出ヘッドは、前述した液体吐出原理に基づき、液
流路を複流路構成にすることで、さらに熱を加えること
で発泡させる発泡液（第１の液体）と、主として吐出さ
れる吐出液（第２の液体）とを分けた構成である。ただ
し、第１および第２の液体は同じものであってもよい。
図７は、第１の実施の形態の液体吐出ヘッドの流路方向
の断面模式図を示しており、図８はこの液体吐出ヘッド
の部分破断斜視図を示している。

【００７２】この液体吐出ヘッドは、液体に気泡を発生
させるための熱エネルギーを与える発熱体２が設けられ
た素子基板１上に、発泡用の第２の液流路１６があり、
その上に吐出口１８に直接連通した吐出液用の第１の液
流路１４が配されている。第１の液流路１４の上流側
は、複数の第１の液流路１４に吐出液を供給するための
第１の共通液室１５に連通しており、第２の液流路１６
の上流側は、複数の第２の液流路１６に発泡液を供給す
るための第２の共通液室１７に連通している。ただし、
発泡液と吐出液を同じ液体とする場合には、共通液室を
一つにして共通化させてもよい。

【００７３】第１の液流路１４と第２の液流路１６の間
には、金属等の弾性を有する材料で構成された分離壁３
０が配されており、第１の液流路と第２の液流路とを区
分している。なお、発泡液と吐出液とができる限り混ざ
り合わない方がよい液体の場合には、この分離壁によっ
てできる限り完全に第１の液流路１４と第２の液流路１
６の液体の流通を分離した方がよいが、発泡液と吐出液
とがある程度混ざり合っても問題がない場合には、分離
壁に完全分離の機能を持たせなくてもよい。

【００７４】発熱体の面方向上方への投影空間（以下吐
出圧発生領域という。；図７中のＡの領域とＢの気泡発
生領域１１）に位置する部分の分離壁は、スリット３５
によって吐出口側（液体の流れの下流側）が自由端で、
共通液室（１５,１７）側に支点３３が位置する片持梁
形状の可動部材３１となっている。この可動部材３１
は、気泡発生領域１１（Ｂ）に面して配されているた
め、発泡液の発泡によって第１の液流路側の吐出口側に
向けて開口するように動作する（図中矢印方向）。図８
においても、発熱体２としての発熱抵抗部と、この発熱
抵抗部に電気信号を印加するための配線電極５とが配さ
れた素子基板１上に、第２の液流路１６を構成する空間
を介して分離壁３０が配置されている。可動部材３１の
支点３３及び自由端３２の配置と発熱体２との配置の関
係については、前述の原理説明の場合と同様にしてい
る。また、前述の原理説明では液供給路１２と発熱体２
との構造の関係について説明したが、この液体吐出ヘッ
ドにおいても第２の液流路１６と発熱体２との構造の関
係を同じくしている。

【００７５】次に、図９を用いてこの液体吐出ヘッドの
動作を説明する。

【００７６】ヘッドを駆動させるにあたっては、第１の
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の液流路１６の気
泡発生領域内の発泡液に作用することで、前述の原理説
明で説明したのと同様に発泡液に米国特許第４,７２３,
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。

【００７７】この液体吐出ヘッドにおいては、気泡発生
領域の上流側を除く、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６側に集中して伝搬し、気泡の成長をとも
なって可動部材６が図９(a)の状態から図９(b)のように
第１の液流路側に変位する。この可動部材の動作によっ
て第１の液流路１４と第２の液流路１６とが大きく連通
し、気泡の発生に基づく圧力が第１の液流路の吐出口側
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の機械的変位によって液体が吐出口
から吐出される。

【００７８】次に、気泡が収縮するに伴って可動部材３
１が図９(a)の位置まで戻ると共に、第１の液流路１４
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。この吐出液体の供給は前述の各形
態と同様に可動部材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で妨げることがない。

【００７９】この液体吐出ヘッドは、可動部材の変位に
伴う発泡圧力の伝搬、気泡の成長方向、バック波の防止
等に関する主要部分の作用や効果については、吐出原理
を説明した際のヘッド等と同じであるが、２流路構成を
とることによって、さらに次のような長所がある。

【００８０】すなわち、本実施の形態の構成によると、
吐出液と発泡液とを別液体とし、発泡液の発泡で生じた
圧力によって吐出液を吐出することができる。このため
従来、熱を加えても発泡が十分に行われにくく吐出力が
不十分であったポリエチレングリコール等の高粘度の液
体であっても、この液体を第１の液流路に供給し、発泡
液に発泡が良好に行われる液体（エタノール：水＝４：
６の混合液１〜２ｃｐ程度等）や低沸点の液体を第２の
液流路に供給することで良好に吐出させることができ
る。また、発泡液として、熱を受けても発熱体の表面に
コゲ等の堆積物を生じない液体を選択することで、発泡
を安定化し、良好な吐出を行うことができる。さらに、
本実施の形態のヘッドの構造においては先の吐出原理説
明で説明したような効果をも生じるため、さらに高吐出
効率、高吐出力で高粘性液体等の液体を吐出することが
できる。また、加熱に弱い液体の場合においてもこの液
体を第１の液流路に吐出液として供給し、第２の液流路
で熱的に変質しにくく良好に発泡を生じる液体を供給す
れば、加熱に弱い液体に熱的な害を与えることなく、し
かも上述のように高吐出効率、高吐出力で吐出すること
ができる。

【００８１】次に、この液体吐出ヘッドの液流路の天井
形状について説明する。図１０はこの液体吐出ヘッドの
流路方向断面図であるが、第１の液流路１４を構成する
ための溝が設けられた溝付き部材５０が分離壁３０上に
設けられている。可動部材３１の自由端３２位置近傍の
流路天井の高さが高くなっており、可動部材３１の動作
角度θをより大きく取れるようにしている。この可動部
材２１の動作範囲は、液流路の構造、可動部材の耐久性
や発泡力等を考慮して決定すればよいが、吐出口１８の
軸方向の角度を含む角度まで動作することが望ましいと
考えられる。

【００８２】また、この図で示されるように、吐出口１
８の直径より可動部材３１の自由端の変位高さを高くす
ることで、より十分な吐出力の伝達がなされる。また、
この図で示されるように、可動部材３１の自由端３２位
置の液流路天井の高さより可動部材の支点３３位置の液
流路天井の高さの方が低くなっているため、可動部材３
１の変位による上流側への圧力波の逃げがさらに有効に
防止できる。

【００８３】次に、第２の液流路１６と可動部材３１と
の配置関係について説明する。図１１は、上述の可動部
材３１と第２の液流路１６との配置関係を説明するため
の図であり、図１１(a)は分離壁３０、可動部材３１近
傍を上方から見た図であり、図１１(b)は、分離壁３０
を外した第２の液流路１６を上方から見た図である。そ
して、図１１(c)は、可動部材３１と第２の液流路１６
との配置関係を、これらの各要素を重ねることで模式的
に示した図である。なお、いずれの図も図面下方が吐出
口１８が配されている前面側である。

【００８４】第２の液流路１６は、発熱体２の上流側
（ここでの上流側とは。第２の共通液室側から発熱体位
置、可動部材３１、第１の液流路を経て吐出口１８に向
う大きな流れの中の上流側のことである。）に狭窄部１
９を持っており、発泡時の圧力が第２の液流路１６の上
流側に容易に逃げることを抑制するような室（発泡室）
構造となっている。

【００８５】従来のヘッドのように、発泡する流路と液
体を吐出するための流路とが同じで、発熱体より液室側
に発生した圧力が共通液室側に逃げないように狭窄部を
設けるヘッドの場合には、液体のリフィルを充分考慮し
て、狭窄部における流路断面積があまり小さくならない
構成を採る必要があった。しかし、この液体吐出ヘッド
の場合、吐出される液体の多くを第１の液流路１４内の
吐出液とすることができ、発熱体が設けられた第２の液
流路１６内の発泡液はあまり消費されないようにできる
ため、第２の液流路１６の気泡発生領域１１への発泡液
の充填量は少なくて良い。したがって、上述の狭窄部１
９における間隔を数μｍ〜十数μｍと非常に狭くできる
ため、第２の液流路１６で発生した発泡時の圧力をあま
り周囲に逃がすことをさらに抑制でき、集中して可動部
材側に向けることができる。そしてこの圧力を可動部材
３１を介して吐出力として利用することができるため、
より高い吐出効率、吐出力を達成することができる。た
だし、第２の液流路１６の形状は上述の構造に限られる
ものではなく、気泡発生に伴う圧力が効果的に可動部材
３１側に伝えられる形状であれば良い。

【００８６】なお、図１１(c)で示されるように、可動
部材３１の側方は、第２の液流路１６を構成する壁の一
部を覆っており、このことで、可動部材３１の第２の液
流路１６への落ち込みが防止できる。これによって、前
述した吐出液と発泡液との分離性をさらに高めることが
できる。また、気泡のスリットからの逃げの抑制ができ
るため、さらに吐出力や吐出効率を高めることができ
る。さらに、前述の消泡時の圧力による上流側からのリ
フィルの効果を高めることができる。

【００８７】なお、図９(b)や図１０においては、可動
部材３１の第１の液流路１４側への変位に伴って第２の
液流路１６の気泡発生領域で発生した気泡の一部が第１
の液流路１４側に延在しているが、この様に気泡が延在
するような第２の液流路の高さにすることで、気泡が延
在しない場合に比べさらに吐出力を向上させることがで
きる。この様に気泡が第１の液流路１４に延在するよう
にするためには、第２の液流路１６の高さを最大気泡の
高さより低くすることが望ましく、この高さを数μｍ〜
３０μｍとすることが望ましい。なお、ここではこの高
さを１５μｍとした。

【００８８】以上説明したこの第１の実施の形態の液体
吐出ヘッド構造では、第１の液流路１４および第２の液
流路１６（あるいは共通液室１５,１７）への液供給は
それぞれ異なる経路で行われる。この場合、第２の液の
供給系を第１の液の供給系の後方に配設し、共にヘッド
の上方から供給する構成とすることが考えられるが、よ
りコンパクトなヘッドを実現するには第２の液の供給系
と第１の液の供給系とを異なる方向に配設することが望
ましい。以下、第２の液の供給系と第１の液の供給系と
を異なる方向に配設し、よりコンパクトなヘッド構造を
実現した例を具体的に説明する。

【００８９】（構成例１）図１２は、第１の実施の形態
の液体吐出ヘッドの構成例１を説明する分解斜視図であ
る。

【００９０】図１２において、発熱体２が配された基板
１には第２の液供給用の貫通穴２０が穿孔している、支
持体２１は基板１を接合するためのものである。支持体
２１にも、基板１の貫通穴２０と相対した位置に貫通穴
２２が配設されている。基板１の貫通穴２０は、シリコ
ンウエハの状態でサンドブラストやダイヤモンドリーマ
により機械的な穿孔を行なう他、化学的な手法として異
方性エッチングで穿孔しても良い。この様にウエハの状
態で貫通穴２０と発熱体２及びその駆動用の回路を作り
込んだ後、ダイシングマシンで個々の基板に切断加工さ
れて得る。

【００９１】次に、アルミなどの金属でプレス加工ある
いはダイカスト成形された支持体２１に、予め転写法や
スクリーン印刷法により、貫通穴周辺と基板の外径にあ
わせた範囲で接着剤２３を塗布した後、基板１を位置決
めし、接合する。ここで使用する接着剤２３は、基板１
と支持体２１の隙間から第２の液がもれ出ることを防ぐ
ことができる材質であることが好ましく、例えばシリコ
ーン系接着剤としてＳＥ４４００（東レ製）や、シリコ
ーン封止剤ＴＳＥ３９９（東芝シリコーン製）などを用
いることができる。なお、この支持体２１には、基板１
と本体とを電気的に接続するための配線基板２８も接着
される。上記のようにして支持体２１上に基板１と配線
基板２８とを接合した後、これらを電気的に接続するた
めに、直径５０μｍのアルミワイヤーでボンディングす
る。

【００９２】以下、基板１に配された個々の発熱体２に
対応したオリフィス１２４、それに連通する第１の液流
路１４（図７参照）、各々の第１の液流路１４に連通し
た共通液室１５（図７参照）、この液室１５に第１の液
体を供給する第１の液体供給口２５を有する、プラスチ
ックモールドで作製された溝付天板１１４と、分離壁１
０５との組立について説明する。

【００９３】可動部材１０６を有する分離壁１０５は、
上述したニッケルによる電鋳で作製する。この分離壁１
０５には、基板１と接合されたときに、第２の液流路１
６が構成されるように、予め基板１と対面する側の隣接
する可動部材の間に高さ１５μｍの壁を電鋳で作製す
る。これにより、図４に示した構成を得る。

【００９４】この分離壁１０５と溝付天板１１４とは、
溝付天板に予め成形で配設された３ケ所の突起と、分離
壁１０５に設けられた３ケ所の穴で位置決め圧入して固
定される。この３箇所の突起と３箇所の穴での位置決め
及び固定によって、溝付天板１１４の各々の第１の液流
路内に、分離壁１０５の可動部材１０６が配置されると
ともに、この一体化された部品からハンドリング等で分
離壁１０５が落下することを防止している。

【００９５】次いで、この溝付天板１１４と分離壁１０
５との結合された部品と、基板１とを位置決め接合す
る。この位置決め接合は、溝付天板１１４に配設された
オリフィス１２４の中心と、基板１に配設された発熱体
２の中心とをＩＴＶ（工業用テレビカメラ；Industrial
TV）で画像処理して位置決めする方法や、基板１の隣
接する発熱体２間の表面を０.５〜２μｍ、分離壁１０
５の第２の液流路１６を形成する液路壁に対応した形状
にくぼませ、上記の結合部材を基板１上に乗せ、圧電素
子や超音波で微少振動を加えることで分離壁１０５の第
２の液路壁と基板上のくぼみとがはめ合あい位置決めす
る方法がとられる。いずれの方法においても、基板１
と、溝付天板１１４と分離壁１０５との結合体とを位置
決めした後、同装置上ですみやかに双方の部材を固定す
る押えバネを組み込んで一体化させる。

【００９６】しかる後、溝付天板１１４の第１の液供給
口２５に第１の液を供給するための供給路を有した第１
の液供給部材２６と、支持体２１の第２の液供給口に第
２の液を供給するための供給路を有した第２の液供給部
材２７とを固定する。第１の液供給部材２６及び第２の
液供給部材２７の他端はいずれも各々の液体保持部材
（不図示）に接続されている。

【００９７】次いで、各部材間の隙間や、アルミワイヤ
ーボンディング部をシリコーン封止剤２３（例えば、Ｔ
ＳＥ３９９（東芝シリコーン製））で封止して、この液
体吐出ヘッドが完成する。

【００９８】上述した液体吐出ヘッドにおける第１の液
及び第２の液の流れを図１３に模式的に示す。図１３か
ら分かるように、本構成例の液体吐出ヘッドでは、第１
の液は溝付天板１１４上に設けられた第１の液供給口２
５から天板内の共通液室１５内に流れ、各第１の液流路
１４へ供給される。一方、第２の液は支持体２１に設け
られた第２の液供給口から内部に流れ、支持体２１、基
板１を通過した後、分離壁１０５で行き止まり、第２の
液の共通液室１７で各々の第２の液流路に分かれ供給さ
れる。

【００９９】以上のようにこの液体吐出ヘッドでは、第
２の液は支持体２１を介して下方から供給されることか
ら、前述したような第２の液の供給系を第１の液の供給
系の後方に設けた構造をとる必要がなくなり、これによ
り、ヘッドの小型化、簡素化が可能になる。

【０１００】また、発熱体２が配された基板１を複数設
けた液体吐出ヘッド構造においても上述のような供給系
を適用することが可能である。図１４に、基板１を複数
設けた液体吐出ヘッド構造における液供給経路を摸式的
に示す。

【０１０１】図１４に示すヘッドでは、発熱体２が配さ
れた複数の基板１が支持体２１上に固定され、両側面が
封止剤２３で封止されている。各基板１には、それぞれ
貫通穴２０が設けられており、支持体２１にはこれら貫
通穴２０と相対応する位置に貫通穴２２が設けられてい
る。分離壁１０５は各基板１に接合され、これにより第
２の液流路１６を形成している。溝付天板１１４’に
は、第１の液流路１４に連通する第１の液供給口２５’
が設けられている。

【０１０２】この液体吐出ヘッドでは、第２の液流路１
６への液体供給は、支持体２１の裏面から各基板１に設
けられた貫通穴２０を介して行われ、第１の液流路１４
への液体供給は、溝付天板１１４’の第１の液供給口２
５’を介して行われる。この構造により、ヘッドの小型
化、簡素化が可能になっている。

【０１０３】（構成例２）上述した第１の構成例の液体
吐出ヘッドでは、素子基板１には、相対的に大きな貫通
穴２０が設けられてるとともに、この貫通穴２０から多
数の第２の液体供給路に対して液体を供給するようにな
っている。このように構成した場合、第２の液流路のう
ちこの貫通穴２０から遠いものへの液供給がスムースに
は行われなくなることがある。

【０１０４】そこで、この構成例２の液体吐出ヘッドで
は、図１５に示すように、第２の液流路１６ごとに、発
熱体２の近接する位置にそれぞれ貫通穴２０ａを配置し
ている。この構成例の場合、支持体２１側の貫通穴２２
と基板１の貫通穴２０ａとは必ずしも相対せず、また、
各貫通穴２０ａは微細なものであるから、基板１の支持
体２１側の面に各貫通穴２０ａに対応するように溝部２
０ｂを形成し、貫通穴２２から供給された液体が、溝部
２０ｂを介して各貫通穴２０ａに供給されるようにする
ことが好ましい。基板１の貫通穴２０ａは、シリコンウ
エハの状態で上述した溝部２０ｂを基板１に彫り込んで
おき、そこに、サンドプラストやダイヤモンドリーマに
よる機械的な穿孔を行ったり、化学的な手法として異方
性エッチングを行うことにより、形成することができ
る。このようにウエハの状態で貫通穴２０ａや溝部２０
ｂと発熱体２及びその駆動用の回路を作り込んだ後、ダ
イシングマシンでにより個々の基板に切断加工される。
基板１に設けられる貫通穴２０ａや溝部２０ｂを除き、
この構成例２の液体吐出ヘッドは、上述の構成例１の液
体吐出ヘッドと同様のものである。

【０１０５】図１６は、この構成例２の液体吐出ヘッド
における第１の液及び第２の液の流れを模式的に示す図
である。第１の液の流れは構成例１と同じであるが、第
２の液は、溝部２０ｂを介して各貫通穴２０ａに分配さ
れ、各第２の液流路１６に供給される。

【０１０６】また、構成例１の場合と同様に、発熱体２
が配された素子基板１を複数設けた液体吐出ヘッドにお
いても、上述したような供給系を採用することが可能で
ある。図１７に、基板１を複数設けた液体吐出ヘッド構
造における液供給経路を模式的に示す。

【０１０７】（構成例３）図１８は、本発明の第１の実
施の形態における構成例３の液体吐出ヘッドを説明する
ための分解斜視図である。

【０１０８】分離壁１０５’は、可動部材１０６と、第
２の液流路部１６を上述した構成例１と同様の方法で作
製した後、基板１より突出した部分を９０°折り曲げて
（折り曲げ部５ａ’）作製される。このようにして作製
した分離壁１０５’を構成例１と同様に溝付天板１１４
に接合し、これを支持体１３１上に接着剤２３により接
合・接続させた基板１・配線基板２８上に、構成例１と
同様に組み立てる。分離壁１０５’の折り曲げ部１０５
ａ’の先端は、支持板１３１に予めプレスなどで形成さ
れた穴１３０に差し込まれる。そして、支持板１３１の
穴１３０の内壁と分離壁１０５’との間で、第２の液を
供給するための液路を形成する。第１の液供給部材２６
と第２の液供給部材２７は各々支持体１３１に固定され
た後、封止剤２９で充填されることによって、各部の周
辺への液体の漏れは、防止される。第２の液供給部材２
７には、支持体１３１に形成された穴１３０に相対応す
る穴１３０’が形成されており、この穴１３０’を介し
て外部より液体の供給がなされる。

【０１０９】上述した液体吐出ヘッドにおける第１の液
（吐出液）及び第２の液（発泡液）の流れを図１９に模
式的に示す。図１９から分かるように、この液体吐出ヘ
ッドでは、第１の液は、溝付天板１１４上に設けられた
第１の液供給口２５から天板内の共通液室１３内に流
れ、各第１の液流路１４へ供給される。一方、第２の液
は、支持板１３１の穴１３０の内壁と分離壁１０５’と
の間で構成された液路を介して内部に流れ、支持体１３
１、基板１を通過した後、分離壁１０５’で行き止ま
り、第２の液の共通液室１２で各々の第２の液流路に分
かれ供給される。

【０１１０】この構成例においては、第２の液の供給を
基板１の両側面から行ったが、これに限るものでなく、
片側面よりの供給でも同様の効果を得ることができる。

【０１１１】また、基板１側面と、分離壁１０５’の折
り曲げ部１０５ａ’との間隔は、各々の加工精度、組み
立て精度を考慮の上決定すれば良いが、基板表面と分離
壁との隙間から下限は約１０μｍである。上限は、加工
・組み立て精度と、封止剤の流れ込みまたヘッドのサイ
ズから決めれば良く、特に限定するものではない。

【０１１２】（構成例４）図２０は、本発明の第１の実
施の形態における構成例４の液体吐出ヘッドを説明する
ための分解斜視図である。

【０１１３】この液体吐出ヘッドは、複数の発熱体１４
２が設けられた基板１４０を複数備え、各基板１４０は
支持体１４３上に列状に配置され、これら基板１４０の
側壁間に形成された間隙が第２の液の供給路に用いられ
る構成となっている。

【０１１４】支持体１４３には、第２の液供給溝１４４
が形成され、さらに液供給溝に第２の液供給穴１４５が
形成されている。この支持体１４３は、第２の液供給穴
１４５と対応する穴１４９ａが形成された第２の液供給
部材１４９上に固定され、該部材を介して第２の液が第
２の液供給穴１４５に供給されて基板１４０間の間隙へ
の供給がなされる。尚、この支持体１４３には、各基板
１４０と本体とを電気的に接続するための配線基板１４
６が接着されている。

【０１１５】分離壁４１は、上記各基板１４０の発熱体
１４２に対応し、吐出口側に自由端を有する可動部材１
４１ａを備え、第２の液流路１６を構成する複数の溝を
有している。この分離壁１４１を上記基板１４０と接合
することにより、第２の液流路１６が形成される。

【０１１６】溝付天板１４７には、上記基板１４０の各
発熱体１４２に対応する吐出口を形成するオリフィス１
４７ａが形成され、これらオリフィス１４７ａに連通す
る第１の液流路１４を形成するための溝が内壁に設けら
れている。さらに、第１の液供給部材１４８が設けられ
ており、これにより第１の液流路１４への液供給がなさ
れる。

【０１１７】以下に、この液体吐出ヘッドの作製方法を
具体的に説明する。

【０１１８】基板１４０は、発熱体（電気熱変換体）が
１２８個、３６０ｄｐｉ（７０.５μｍピッチ）で配設
されたものである。この基板１４０を複数個配列する支
持体１４３はアルミダイカストで成形されたもので、基
板配列面には、基板を位置決めした後、接着剤が固化す
るまで、吸引固定するための貫通穴と、第２の液体を流
す溝とが形成されている。

【０１１９】基板１４０は、上述したように、支持体１
４３上に位置決めされた後、吸引固定し、基板後端（こ
こでいう吐出口、電気熱変換体の配設されている端部と
は反対側）より接着剤を滴下し、接着させる。接着剤は
実施例１と同じもので良い。隣接する基板は、隣接する
電気熱変換体が３６０ｄｐｉの７０.５μｍピッチにな
るように位置決めされる。この際、基板１４０同志が接
触しないように、基板間の隙間は約１０μｍ確保してい
る。この隙間が、第２の液供給路として用いられる。

【０１２０】なお、図２０では、説明のため基板の数を
３つとしたが、実際の液体吐出ヘッドでは、４インチ
（約１０１.６ｍｍ）幅で１１個の基板、８インチ（約
２０３.２ｍｍ）幅で２２個の基板、１２インチ（約３
０４.８ｍｍ）幅では３３個の基板が支持体に配列され
る。

【０１２１】基板１４０を配列・接着した後、これら複
数の基板に記録装置からの電気信号を供給する配線基板
を接合し、この配線基板と、各基板とアルミワイヤーで
接続して、結合が完了する。 次に、溝付天板１４７と
分離壁１４１とは、各々構成１と同様に作製し、結合さ
れる。

【０１２２】次に、この溝付天板１４７と分離壁１４１
との結合体と、配列した基板とを位置決めした後、仮押
えした状態で、すみやかに押えバネを組み込んで一体化
させる。しかる後、第１の液体供給部材４８と第２の液
体供給部材１４９とを組み付けた後、各部品間の間隙や
アルミワイヤーボンディング部をシリコーン封止材２９
（例えば、ＴＳＥ３９９（東芝シリコーン製））を封止
して、液体ヘッドを完成する。

【０１２３】図２１は、上述のヘッドに第１及び第２の
液を供給したときの流れを示した模式図である。同図か
ら分かるように、この構成例４の液体吐出ヘッドでは、
第２の液は支持板の裏面より供給した液が基板１４０の
下の支持板１３１の第２の液供給溝１４４を流れ、基板
１４０間の間隙を介して、共通液室１７、各第２の液流
路１６へと供給される。

【０１２４】このような構成の液体吐出ヘッドでは、歩
留りが低い一枚の素子基板をあえて用いることなく、吐
出エネルギー発生素子の数が６４個や１２８個といった
少ない数で歩留りの高い基板を用いることができ、ヘッ
ド全体としての歩留りの向上、低コスト化を達成するこ
とができる。また、このように複数の素子基板を用いて
も溝付部材が共通であるため、素子基板ごとに天板を設
けたヘッドを並べる構成に比べ、流路や吐出口の方向を
一定にすることができ、良好な画像を得ることができる
長尺ヘッドを低コストで提供することができる。

【０１２５】またこの構成例４の液体吐出ヘッドでは、
図１８に示した分離壁１０５’を用いることにより、第
２の液の供給をより安定なものとすることができる。図
２２に、その分離壁１０５’を用いた液体吐出ヘッド構
造における液供給経路を摸式的に示す。図２２に示す構
成によれば、第２の液は支持体１４３の裏面から第２の
液供給穴１４５を介して第２の液供給溝１４４へ供給さ
れ、第２の液供給溝１４４から分離壁１０５’の側壁部
と基板１４０の側部との間に形成された間隙、および各
基板１４０間に形成された間隙をそれぞれ介して第２の
液流路へと供給される。各基板１４０では、両側から第
２の液流路への液供給が行われ、より安定な液供給が可
能になる。

【０１２６】以上、本発明の第１の実施の形態を説明し
たが、このような構成によると、吐出液（第１の液）と
発泡液（第２の液）とを別液体とし、発泡液の発泡で生
じた圧力によって吐出液を吐出することができる。この
ため従来、熱を加えても発泡が十分に行われにくく吐出
力が不十分であったポリエチレングリコール等の高粘度
の液体であっても、この液体を第１の液流路に供給し、
発泡液に発泡が良好に行われる液体（エタノール：水＝
４：６の混合液１〜２ｃｐ程度等）を第２の液流路に供
給することで良好に吐出させることができる。さらに、
このようなヘッドの構造においては、先の構成例で説明
したような効果をも生じるため、さらに高吐出効率、高
吐出力で高粘性液体等の液体を吐出することができる。

【０１２７】また、加熱に弱い液体の場合においてもこ
の液体を第１の液流路に吐出液として供給し、第２の液
流路で熱的に変質しにくく良好に発泡を生じる液体を供
給すれば、加熱に弱い液体に熱的な害を与えることな
く、しかも上述のように高吐出効率、高吐出力で吐出す
ることができる。

【０１２８】《第２の実施の形態》次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。この第２の実施の形
態、さらには第３の実施の形態及び第４の実施の形態
は、ヘッドの構成のコンパクト化を図るとともに、上述
したような第２の液流路でのバック波の防止及び吐出効
率の向上と、発熱体へのキャビテーションの影響の軽減
という観点からなされたものである。

【０１２９】図２３(a)は、第２の実施の形態の液体吐
出ヘッドの構成を示す模式断面図であり、図２３(b),
(c)はそれぞれこの液体吐出ヘッドでの発熱体２と可動
部材３１の形状を示す平面図である。

【０１３０】この液体吐出ヘッドは、気泡発生領域（発
熱体２）に対して側方方向に吐出口１８が設けられた、
いわゆるエッジ・シューター・タイプの液体吐出ヘッド
である。図２乃至図３に示す液体吐出ヘッドと同様に、
素子基板１の一方の表面に電気熱変換体である発熱体２
が設けられている。発熱体２の形状は、吐出口１８とそ
の反対方向とに延びる長方形形状であるが、発熱体２の
ほぼ中心には、貫通孔６１９が設けられている。発熱体
２の貫通孔６１９は素子基板１を貫通する液体供給路６
２１に連通する。素子基板１の他方の面側において液体
供給路６２１は室形状に広がっていて、液室６２３とな
っている。素子基板１は、例えば、シリコンなどの半導
体基板によって構成されており、機械的加工と化学的エ
ッチング等を組み合わせることによって、液室６２３及
び液体供給路６２１を形成することができる。発熱体２
は、このように液室６２３及び液体供給路６２１が形成
された素子基板１上に、半導体製造プロセスによってホ
ウ化ハフニウムなど電気抵抗層とアルミニウムなどの配
線電極層とを被着しパターニングすることによって形成
される。

【０１３１】素子基板１の一方の表面上には、発熱体２
の形成位置（貫通孔６１９の位置も含む）を除く全面
に、樹脂や金属などからなるスペーサ層６３６が積層さ
れている。発熱体２の形成位置にスペーサ層６３６が設
けられていないことにより、発熱体２を底面としスペー
サ層６３６を側面とする空間が形成されるが、この空間
が、この液体吐出ヘッドにおける気泡発生領域１１とな
る。さらに、ニッケルなどの金属から構成された典型的
には数μｍオーダーの厚さの板状の壁部材６３０が、気
泡形成領域１１の部位も含めてスペーサ層６３６の上面
の全面を覆うように形成されている。発熱体２に対向す
る位置において、壁部材６３０には、図２３(c)に示す
ように、コの字型のスリット３５が形成され、スリット
３５で囲まれた部分の壁部材６３０が可動部材３１とし
て機能するようになる。この可動部材３１は、気泡発生
領域１１に面し、発熱体２に対面しており、吐出口１８
側が自由端３２であって吐出口１８の反対側に支点３３
が位置する片持梁状となっている。すなわち、コの字の
根元の部分が支点３３となっている。そして、気泡発生
領域１１での気泡４０の発生に伴って、可動部材３１の
自由端３２は後述する液流路１４側に変位し、可動部材
３１は吐出口１８側に開口することになる。すなわち壁
部材６３０は、第１の実施の形態における分離壁３０と
同様の構成、同様の機能を有することになる。

【０１３２】壁部材６３０の上側には、可動部材３１を
底面に含む形状で液流路１４が形成されている。液流路
１４の一端は吐出口１８として外気に連通し、他端はこ
の液流路１４内に液体を供給するための液体供給路６２
０に連通している。製造上の観点からすると、液流路１
４は樹脂の成形品である溝付部材５０の溝として実現さ
れ、また、吐出口１８は、溝付部材５０でのこの溝につ
ながる貫通孔として実現される。発熱体２が形成された
素子基板１上にスペーサ層３６をまず形成し、その後、
その上に、予めスリット３５によって可動部材３１が形
成されている壁部材６３０を取り付け、最後に、覆い被
せるように溝付部材５０を固定することによって、この
液体吐出ヘッドが完成する。

【０１３３】この液体吐出ヘッドは上述したように構成
されているので、気泡発生領域１１は、発熱体２とスペ
ーサ層６３６と可動部材３１（及び可動部材３１近傍の
壁部材６３０）によって囲まれた空間であって、この気
泡発生領域への液体の供給は、発熱体２のほぼ中央に開
けられた貫通孔６１９を介して行われることになる。な
お、図２３に示した例では、液流路１４に連通する液体
供給路６２０は素子基板１の他方の面側に延びており、
その結果、液体供給路６２０を介しての液流路１４への
液体の供給と、液体供給路６２１を介して気泡発生領域
１１への液体の供給とが、素子基板１の同じ面側から行
えるようになっている。

【０１３４】次に、この液体吐出ヘッドの動作について
説明する。

【０１３５】定常状態では、可動部材３１は、図２３
(a)において点線で表わされる位置に静止しており、気
泡発生領域１１は液体供給路６２１と貫通孔６１９を介
して液体が充填され、液流路１４は液体供給路６２０を
介して液体が充填されている。発熱体２に電気エネルギ
ー等が印加されると、発熱体２が発熱して気泡発生領域
１１内を満たす液体の一部が加熱され、膜沸騰に伴う気
泡４０が発生する。このとき可動部材３１は、気泡４０
の発生に伴う圧力により、液流路１４側に変位し、この
変位した可動部材３１によって、気泡発生に伴う圧力の
伝搬方向が吐出口方向に導かれる。その結果、上述した
ような吐出原理に基づき、液流路１４内の液体の一部
が、液滴として、吐出口１８から吐出される。

【０１３６】この際、前述の吐出原理のところで説明し
た図４、図５と比較すると、気泡発生領域１１で発生し
た気泡による圧力伝搬方向Ｖ₁〜Ｖ₈を向いた圧力成分
が、ここで述べている液体吐出ヘッドでは、全て、可動
部材３１または気泡発生領域１１の側壁（スペーサ層６
３６）に向って伝わるため、吐出力の損失がほとんどな
い。ここで、気泡発生に伴う圧力波は、発熱体２上での
膜沸騰の開始時に集中的に発熱体２の発熱表面と液体と
の界面から液体中に伝搬して行くことことが知られてい
る。このため、発熱体２に貫通孔６１９が開口していた
としても、液体供給路６２１側からはこの貫通孔６１９
を介して発熱体２の表面は見込めないことにより、バッ
ク波は、貫通孔６１９を介して液体供給路２１側にはほ
とんど伝搬せず、また、気泡発生領域１１から液体供給
路６２１側への液体の逆流もほとんど生じない。

【０１３７】ゆえに、バック波がほとんど存在しないと
ともに、気泡の発生による圧力成分が効率よく吐出口に
向うこととなり、吐出される液体の流れが一方向化さ
れ、より安定し、これによって吐出効率が格段に向上す
る。なお図２３(a)では、気泡４０が成長過程にあると
きの可動部材３１の位置が、実線で示されている。膜沸
騰の開始時には発熱体２表面との界面部分にしか気泡は
存在せず、貫通孔６１９の位置には気泡は存在しない
が、時間の経過とともに、貫通孔６１９を覆うように気
泡４０が成長する。

【０１３８】次に、消泡時について説明する。気泡４０
が収縮し消泡する際には、気泡４０はその中心位置をほ
とんど変えずに収縮する。本実施の形態の液体吐出ヘッ
ドでは、発熱体２のほぼ中心部に貫通孔６１９が設けて
あるが、気泡４０の消泡過程の最終段階では、貫通孔６
１９に対応する位置にのみ気泡が存在するようになる。
この位置は発熱体２の表面からはやや離れた位置である
ので、発熱体２表面の直上で消泡の最終段階を迎える場
合に比べ、発熱体２はキャビテーションの影響を受けに
くくなる。さらに、この消泡位置は、液体供給路６２１
からの液体のリフィル位置でもあるので、消泡時の収縮
圧はこのリフィルによって弱められることとなり、発熱
体２はさらにキャビテーションの影響を受けにくくな
る。その結果、発熱体２の耐久性が向上し、長寿命化が
実現される。

【０１３９】次に、液流路１４及び気泡発生領域１１に
供給される液体について説明する。この液体吐出ヘッド
では、液流路１４及び気泡発生領域１１に同一の液体を
供給するようにしてもよいし、異なる液体を供給するよ
うにしてもよい。同一の液体を供給する場合、液流路１
４でのリフィルについては図示していないが、液流路１
４側の液体供給路６２０と気泡発生領域１１側の液体供
給路６２１とを接続する共通液室を設けることも可能で
あり、別々の供給系を用意して供給圧差によりインクの
流れをより効率よく制御することも可能である。

【０１４０】一方、気泡発生領域１１と液流路１４とに
異なる液体を供給する場合には、熱を加えることで発泡
させる液体（発泡液）を気泡発生領域１１に供給し、主
として吐出される液体（吐出液）を液流路１４に供給す
るようにする。吐出液と発泡液とを別液体とし、発泡液
の発泡で生じた圧力によって吐出液を吐出することで、
従来、熱を加えても発泡が十分に行われにくく吐出力が
不十分であった高粘度の液体であっても、これを液流路
１４に供給し、発泡液として発泡が良好に行われる液体
や低沸点の液体を気泡発生領域１１に供給することで、
上述した高粘度の液体を良好に吐出させることができ
る。同様に、加熱に弱い液体なども吐出液として液流路
１４に供給することにより、熱による害を与えることな
く、この液体を高吐出効率、高吐出力で吐出することが
できる。

【０１４１】以上、本発明の第２の実施の形態について
説明したが、ここで重要なことは、液体の供給を可動部
材に対向した面より行うことであり、発熱体２の形状や
発熱体２における貫通孔６１９の位置は上述したものに
限定されるわけではない。発熱体２に対するキャビテー
ションの影響を防止するためには、消泡位置に貫通孔６
１９が形成されていることが望ましいが、液流路構造な
どによっては、消泡位置が発熱体２の面積中心の位置に
なるとは限らない。そのような場合には、発熱体２の面
積中心からはずれていても、消泡位置に合わせて貫通孔
６１９を設けることが好ましい。

【０１４２】《第３の実施の形態》図２４(a)は本発明
の第３の実施の形態の液体吐出ヘッドの構成を示す模式
断面図であり、図２４(b)はこの液体吐出ヘッドでの発
熱体２の形状を示す平面図である。

【０１４３】この液体吐出ヘッドは、気泡発生領域（発
熱体２）に対向する位置に吐出口１８が設けられた、い
わゆるサイド・シューター・タイプの液体吐出ヘッドで
ある。この液体吐出ヘッドが図２３に示す液体吐出ヘッ
ドと異なるところは、溝付部材の代りにオリフィスプレ
ート５１を設け、また、発熱体２が、中心部に貫通孔６
１９が設けられた円形状となっていることである。オリ
フィスプレート５１は、例えば樹脂の成形品などからな
り、一方の面に、液流路１４に対応する溝が形成される
とともに、この溝の端部と他方の面とを連通する貫通孔
として吐出口１８が形成されたものである。吐出口１８
は、発熱体２の直上、ちょうど、貫通孔６１９に対応す
る位置に配置している。

【０１４４】次に、この液体吐出ヘッドの動作を説明す
る。第３の実施の形態の場合と同様に、発熱体２が発熱
すると気泡発生領域１１内の液体の一部が気泡４０を形
成し、気泡形成に伴う圧力によって可動部材３１の自由
端３２が液流路１４側に大きく変位する。そして気泡発
生に伴う圧力波が吐出口１８の側に向けられ、吐出口１
８から液滴が吐出することになる。気泡発生領域１１と
液流路１４に、同一の液体を供給するようにしてもよい
し、異なる液体を供給するようにしてもよい。この実施
の形態でも、発熱体２に貫通孔６１９を設けてそこから
気泡発生領域１１に液体を供給することにより、バック
波を抑制して流れを安定化することが可能になるととも
に、発熱体２へのキャビテーションの影響を軽減するこ
とが可能になる。なお、発熱体２の形状や発熱体２と貫
通孔６１９との位置関係は、第１の実施の形態の場合と
同様に、上述したものに限定されるわけではない。ま
た、吐出口１８は発熱体２の直上にある必要はなく、例
えば、図示左方にオフセットして静止位置での可動部材
３１の自由端３２の位置の上に来るようにしてもよい。
さらに、可動部材３１も、発熱体２の全面を覆うように
形成するのではなく、半分程度を覆い、残りの部分では
気泡形成領域１１と液流路１４とが自由に連通するよう
な構成としてもよい。

【０１４５】《第４の実施の形態》図２５は本発明の第
４の実施の形態の液体吐出ヘッドの構成を示す断面図で
ある。この液体吐出ヘッドは、第２の実施の形態の液体
吐出ヘッドにおいて、液流路１４に連通する液体供給路
６２０を設けず、その代りに、可動部材３５の周辺にお
いて壁部材６３０に形成されているスリットなどを介し
て気泡発生領域１１側から液流路１４にも液体を供給す
る構成となっている。このような構成とすることによっ
て、構造の簡略化が図られる。この実施の形態は、吐出
原理として説明したように高い吐出効率や良好な液供給
性等を実現するものであるが、特にメニスカスの後退を
抑制し消泡時の圧力を利用して、ほとんど全ての液供給
を強制リフィルによって行うものである。

【０１４６】この液体吐出ヘッドにおいても、バック波
を抑制して流れを安定化することが可能になるともに、
発熱体２へのキャビテーションの影響を軽減することが
可能になる。

【０１４７】《第５の実施の形態》図２６は本発明の第
５の実施の形態の液体吐出ヘッドの構成を示す断面図で
ある。この液体吐出ヘッドは、第３の実施の形態の液体
吐出ヘッドにおいて、液流路１４に連通する液体供給路
２０を設けず、その代りに、上述したようなスリットな
どを介して気泡発生領域１１側から液流路１４にも液体
を供給する構成となっている。このような構成とするこ
とによって、構造の簡略化を図ったものである。この実
施の形態は、吐出原理として説明したように高い吐出効
率や良好な液供給性等を実現するものであるが、特にメ
ニスカスの後退を抑制し消泡時の圧力を利用して、ほと
んど全ての液供給を強制リフィルによって行うものであ
る。

【０１４８】この液体吐出ヘッドにおいても、バック波
を抑制して流れを安定化することが可能になるともに、
発熱体２へのキャビテーションの影響を軽減することが
可能になる。

【０１４９】《その他の実施の形態》以上、本発明の液
体吐出ヘッドの要部の実施の形態について説明したが、
以下にこれらの実施の形態に好ましく適用できる細部の
構成について、説明する。

【０１５０】〈可動部材および壁部材〉可動部材の形状
は、気泡発生領域１１側に入り込むことなく、容易に動
作可能な形状で、耐久性に優れた形状であれば、任意の
形状とすることができる。前述の原理説明においては、
板状の可動部材３１およびこの可動部材を有する分離壁
５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。また、可動部材や分離壁
（壁部材）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。上述の実施の形態では、壁部材にスリット
を形成して可動部材としているが、分離壁を設けずに可
動部材のみを有する形態（この場合は、可動部材の支点
は適当な支持部材を介してあるいは介さずに素子基板あ
るいはスペーサ層に取り付けられることになる）とする
ことや、分離壁と可動部材とを別の材質で構成すること
も可能である。

【０１５１】図２７は可動部材３１の他の形状を示すも
ので、分離壁にはスリット３５が設けられており、この
スリット３５によって、可動部材３１が形成されてい
る。図２７(a)は長方形の形状のものを示し、図２７(b)
は支点側が細くなっている形状で可動部材の動作が容易
な形状を示し、図２７(c)は支点側が広くなっており、
可動部材の耐久性が向上する形状を示している。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。

【０１５２】可動部材の材料としては、耐久性の高い、
銀、ニッケル、金、鉄、チタン、アルミニウム、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、さらに二酸化ケイ素等のセラミッ
クおよびその化合物が望ましい。

【０１５３】分離壁（壁部材）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（Ｌ
ＣＰ）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、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、
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。

【０１５４】また、分離壁（壁部材）の厚さは、強度を
達成でき、可動部材として良好に動作するという観点か
らその材質と形状等を考慮して決定すればよいが、０.
５μｍ〜１０μｍ程度が望ましい。

【０１５５】可動部材３１を形成するためのスリット３
５の幅は、例えば２μｍとしたが、発泡液と吐出液とが
異なる液体であって両液体の混液を防止したい場合に
は、スリット３５の幅を両液体間でメニスカスが形成さ
れる程度の間隔として、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程度の幅のスリットでも
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。

【０１５６】本発明における可動部材としては、μｍオ
ーダーの厚さ（ｔμｍ）を対象としており、ｃｍオーダ
ーの厚さの可動部材は意図していない。μｍオーダーの
厚さの可動部材にとって、μｍオーダーのスリット幅
（Ｗμｍ）を対象とする場合、製造上のばらつきをある
程度考慮することが望ましい。

【０１５７】スリット３５を形成する可動部材３１の自
由端及び／または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１２、図１３等を参照）、製造
上のばらつきを考慮してスリット幅と厚みの関係を以下
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。すなわち、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。

【０１５８】また、本発明でいう「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。

【０１５９】上述のように、発泡液と吐出液とに機能分
離を行わせた場合、可動部材がこれらの実質的な仕切部
材となるが、この可動部材が気泡の生成に伴って移動す
る際に、吐出液に対して発泡液がわずかに混入すること
が見られる。画像を形成する吐出液は、インクジェット
記録の場合、色材濃度を３％乃至５％程度有するものが
一般的であることを考慮すると、この発泡液が吐出液滴
に対して２０％以下の範囲で含まれても大きな濃度変化
をもたらさない。したがって、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。

【０１６０】なお、この構成で実際に吐出を行わせたと
ころ、粘性を変化させても上限で１５％の発泡液の混合
であり、５ｃｐ以下の発泡液では、この混合比率は、駆
動周波数にもよるが、１０％程度を上限とするものであ
った。特に、吐出液の粘度を２０ｃｐ以下とし、粘度を
小さくすればするほど、この混液を低減（例えば５％以
下）できる。

【０１６１】〈発熱体〉素子基板に設けられる発熱体の
構成としては、配線電極間の抵抗層（発熱部）を素子基
板上に設けただけのものででもよく、また抵抗層を保護
する保護層を含むものでもよい。さらに素子基板には、
発熱部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。

【０１６２】上述の各実施の形態においては、発熱体と
して、電気信号に応じて発熱する抵抗層で構成された発
熱部を有するものを用いたが、本発明で使用する発熱体
は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、レーザ等の光を受けることで発熱するような光熱変
換体を発熱部とする発熱体や、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。

【０１６３】〈吐出液体、発泡液体〉上述したように本
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。気泡
発生領域に供給される発泡液と液流路に供給される吐出
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、かつ、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
可動部材や壁部材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。

【０１６４】このような液体のうち、記録を行う上で用
いる液体（記録液体）としては、例えば、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。

【０１６５】一方、吐出液と発泡液とを別の液体とした
場合には、発泡液としては、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、トリクロロエチレン、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。
一方、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、吐出液と
して利用できる。ただし、吐出液の性質として、吐出液
自身で、または発泡液との反応によって吐出や発泡また
は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。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が挙げられる。

【０１６６】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、従来の液体吐出ヘッドを用いた場合には、吐出方向
性がばらつき、記録紙上で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ばらつきが生じ、これら
のことで、高品位画像が得にくかった。しかし、上述し
た実施の形態の構成においては、発泡液を用いることで
気泡の発生を充分に、かつ安定して行うことができる。
このことで、液滴の着弾精度向上とインク吐出量の安定
化を図ることができ、記録画像品位を著しく向上するこ
とができた。

【０１６７】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
ルミニュウムや銅等の金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等
の皮革材、木、合板等の木材、竹材、タイル等のセラミ
ックス材、スポンジ等の三次元構造体等を対象とするこ
とができる。

【０１６８】本発明では、図７に示す形態のヘッドを用
いて、発泡液として上述のエタノールと水の混合液を発
泡液とし、吐出液として染料インク（２ｃｐ）、顔料イ
ンク（１５ｃｐ）、ポリエチレングリコール２００（５
５ｃｐ）、ポリエチレングリコール６００（１５０ｃ
ｐ）をそれぞれ用い、電圧２５Ｖ、２．５ＫＨｚで駆動
したところ良好な吐出が得られ、これらのインクの付与
によって良好な画質の記録物を得ることができた。

【０１６９】〈液体吐出ヘッドカートリッジ〉次に、上
記各実施の形態による液体吐出ヘッドを搭載した液体吐
出ヘッドカートリッジを概略説明する。前述した液体吐
出ヘッドはいずれもカートリッジ化することが可能であ
る。以下に、液体吐出ヘッドカートリッジの構成につい
て簡単に説明する。ここでは、図２４（第３の実施の形
態）に示したようなサイド・シューター・タイプの液体
吐出ヘッドを用いたものとして説明する。図２８は、こ
のような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る。この液体吐出ヘッドカ
ートリッジは、大別して、液体吐出ヘッド部２００と液
体容器９０とから構成されている。もっとも、第１の実
施の形態や第２の実施の形態に示すエッジ・シューター
・タイプの液体吐出ヘッドを用いても、液体吐出ヘッド
カートリッジを構成することができる。

【０１７０】液体吐出ヘッド部２００は、スペーサ層ま
で形成された素子基板１、壁部材３０、オリフィスプレ
ート５１、液体供給部材８０、電気信号を供給するため
の回路基板（ＴＡＢテープ）７０などからなっている。
前述のように、素子基板１には発熱抵抗体（発熱体）が
複数個、列状に設けられており、また、この発熱抵抗体
を選択的に駆動するための機能素子が複数設けられてい
る。この素子基板１と可動素子を持つ前述の壁部材３０
との間に気泡発生領域が形成され、発泡液が流通する。
この壁部材３０とオリフィスプレート５１と液体供給部
材８０との接合によって、吐出される吐出液体が流通す
る液流路（不図示）が形成される。いずれの液体も、液
体供給部材８０から基板１の背面を通って供給される。

【０１７１】液体容器９０には、それぞれ液体吐出ヘッ
ドに供給される、インク等の吐出液体と気泡を発生させ
るための発泡液とが、内部に区分収容されている。液体
容器９０の外側には、液体吐出ヘッドと液体容器９０と
の接続を行う接続部材を配置するための位置決め部９４
と、この接続部を固定するための固定軸９５が設けられ
ている。ＴＡＢテープ７０は、液体容器９０に対してヘ
ッド部を位置決めして組み込むが、液体容器９０の表面
に両面テープで固定される。吐出液体は、液体容器９０
の吐出液体供給路９２から接続部材の供給路８１を介し
て液体供給部材８０の吐出液体供給路８４に供給され、
各部材の吐出液体供給路２０を介して吐出液用の液流路
に供給される。発泡液も同様に、液体容器９０の供給路
９３から接続部材の供給路８２を介して液体供給部材８
０の発泡液供給路８３に供給され、各部材の発泡液体供
給路２１を介して気泡発生領域に供給される。

【０１７２】以上では、発泡液と吐出液が異なる液体で
あってこれら液体の供給を行いうる供給形態および液体
容器を有する液体吐出ヘッドカートリッジについて説明
したが、吐出液体と発泡液体とが同じである場合には、
発泡液と吐出液の供給経路および容器を分けなくてもよ
い。また、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。

【０１７３】〈液体吐出装置〉図２９は、液体吐出ヘッ
ドを搭載した液体吐出装置の概略構成を示している。こ
こでは、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ＩＪＲＡを用いて説明する。

【０１７４】液体吐出装置（インク吐出記録装置ＩＪＲ
Ａ）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とから構成された着脱
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。不図示の駆動信号供給手段からキ
ャリッジＨＣ上の液体吐出ヘッド部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。また、この記録装置
は、被記録媒体搬送手段とキャリッジＨＣ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８５等を有している。この記録装置及びこの記録
装置で行う液体吐出方法を用いて各種の被記録媒体に対
して液体を吐出することによって、良好な画像の記録物
を得ることができた。

【０１７５】図３０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てインク吐出記録を行う記録装置
全体のブロック図である。

【０１７６】この記録装置は、ホストコンピュータ３０
０より、印字情報を制御信号として受け入れる。印字情
報は、記録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ＣＰＵ３０
２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、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。
またＣＰＵ３０２は、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
めのモータ駆動データを作る。画像データおよびモータ
駆動データは、それぞれ、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。

【０１７７】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
の三次元構造体等が挙げられる。また上述の記録装置と
しては、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が含まれる。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。

【０１７８】〈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。図３１はこの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。

【０１７９】このインクジェット記録システムにおける
液体吐出ヘッドは、被記録媒体１５０の記録可能幅に対
応した長さに３６０ｄｐｉ（２５.４ｍｍ当り３６０ド
ット）の間隔（密度）で吐出口を複数配したフルライン
型のヘッドである。イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），
シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の４色にそれぞれ対応
した４つの液体吐出ヘッド２０１ａ,２０１ｂ,２０１
ｃ,２０１ｄ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。これら
の液体吐出ヘッド２０１ａ〜２０１ｄに対して、駆動信
号供給手段を構成するヘッドドライバ３０７から信号が
供給され、この信号に基づいて各液体吐出ヘッド２０１
ａ〜２０１ｄの駆動がなされている。各液体吐出ヘッド
２０１ａ〜２０１ｄには、吐出液としてＹ,Ｍ,Ｃ,Ｂｋ
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。また、発泡液が、発泡液容器
２０４ｅに蓄えられ、各液体吐出ヘッド２０１ａ〜２０
１ｄ供給されるようになっている。また、各液体吐出ヘ
ッド２０１ａ〜２０１ｄの下方には、それぞれ、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
２０３ａ〜２０３ｄが設けられており、非記録時に各液
体吐出ヘッド２０１ａ〜２０１ｄの吐出口をこのヘッド
キャップ２０３ａ〜２０３ｄで覆うことで、液体吐出ヘ
ッド２０１ａ〜２０１ｄの保守をなすことができる。

【０１８０】さらにこの記録システムには、先に説明し
たような各種の被記録媒体を搬送するための搬送手段を
構成する搬送ベルト２０６が設けられており、この搬送
ベルト２０６は、各種ローラにより所定の経路に引き回
されて、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。

【０１８１】さらにまたこのインクジェット記録システ
ムにおいては、被記録媒体に記録を行う前後に被記録媒
体に対して各種の処理を行う前処理装置２５１および後
処理装置２５２が、それぞれ、被記録媒体搬送経路の上
流と下流に設けられている。前処理と後処理は、被記録
媒体の種類やインクの種類に応じて処理内容が異なる
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では、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。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、紫外線照射等を施すことによるインクの
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。

【０１８２】ここでは、液体吐出ヘッドとしてフルライ
ンヘッドを用いた場合を説明したが、これに限らず、前
述したような小型の液体吐出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。

【０１８３】〈ヘッドキット〉以下に、本発明の液体吐
出ヘッドを有するヘッドキットを説明する。図３２は、
このようなヘッドキットを示した模式図である。

【０１８４】このヘッドキットは、インクを吐出するイ
ンク吐出部５１１を有する液体吐出ヘッド５１０と、こ
の液体吐出ヘッド５１０と不可分もしくは分離可能な液
体容器であるインク容器５２０と、このインク容器５２
０にインクを充填するためのインクを保持したインク充
填手段５３０とを、キット容器５０１内に収納したもの
である。インクを消費し終わった場合には、インク容器
５２０の大気連通口５２１やヘッドとの接続部や、もし
くはインク容器５２０の壁に開けた穴などに、インク充
填手段５３０の挿入部（注射針等）５３１の一部を挿入
し、この挿入部５３１を介してインク充填手段５３０内
のインクをインク容器内に充填すればよい。

【０１８５】このように、本発明の液体吐出ヘッドと、
インク容器やインク充填手段等を一つのキット容器内に
納めてキットにすることで、インクが消費されてしまっ
ても、前述のようにすぐに、また容易にインクをインク
容器内に充填することができ、記録の開始を迅速に行う
ことができる。

【０１８６】なお、ここでは、ヘッドキット内にインク
充填手段が含まれるものとして説明を行ったが、ヘッド
キットとしては、インク充填手段を持たず、インクが充
填された分離可能タイプのインク容器と液体吐出ヘッド
とがキット容器５１０内に納められている形態のもので
あってもよい。また、図３２では、インク容器に対して
インクを充填するインク充填手段のみを示しているが、
インク容器の他に発泡液を発泡液容器に充填するための
発泡液充填手段をキット容器内に納めた形態のものであ
ってもよい。

【０１８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
第１および第２の液流路への各液供給路はそれぞれ異な
る側に設けられるので、第２の液の供給系を第１の液の
供給系の後方に配設し、共にヘッドの上方から供給する
といった構造のものに比べて、装置を小型なものにする
ことができるという効果がある。

【０１８８】また、支持体側から第２の液流路への液供
給を行うものにおいては、天板や分離壁に第２の液流路
への液供給を行うための貫通穴を設ける必要がないの
で、ヘッド構造の簡素化を図ることができ、製造工程に
おける歩留りを向上することができる。基板を複数配列
し、基板間に形成された隙間を利用して第２の液流路へ
の液供給を行うものにおいては、ヘッド構造のさらなる
簡素化を図ることができ、また効率的、かつ、安定な液
供給を行うことができることから、安定した発泡圧力を
得ることができる。

【０１８９】さらに本発明では、気泡発生領域を介して
可動部材に対向した面側より気泡発生領域に対して液体
を供給することにより、吐出力の向上を図りつつ、液体
供給方向とは逆方向への気泡の成長成分や圧力波成分を
抑制することができ、吐出される液体の流れを一方向に
限ることができて安定化させることができるようになる
という効果がある。また、発熱体でのキャビテーション
発生部に対応して貫通孔が設けられるようにすることに
よって、発熱体へのキャビテーションの影響が抑制で
き、発熱体の長寿命化を達成できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a),(b)は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２】(a)〜(d)は、本発明が基づく液体吐出原理によ
る液体吐出過程を示す模式断面図である。

【図３】図２に示した液体吐出原理が適用される液体吐
出ヘッドの部分破断斜視図である。

【図４】従来の液体吐出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】図１に示す液体吐出原理を用いた液体吐出ヘッ
ドにおける気泡からの圧力伝搬を示す模式図である。

【図６】本発明の液体吐出ヘッドでの液体の流れを説明
するための摸式図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態の液体吐出ヘッド
（２流路）の流路方向の断面模式図である。

【図８】図７に示す液体吐出ヘッドの部分破断斜視図で
ある。

【図９】(a),(b)は、可動部材の動作を説明するための
図である。

【図１０】可動部材と第１の液流路の構造を説明するた
めの図である。

【図１１】(a)〜(c)は、可動部材と液流路の構造を説明
するための図である。

【図１２】第１の実施の形態での構成例１の液体吐出ヘ
ッドを説明するための分解斜視図である。

【図１３】図１２に示す液体吐出ヘッドにおける第１及
び第２の液の流れを示す模式図である。

【図１４】構成例１において基板を複数設けた液体吐出
ヘッド構造における液供給経路を示す摸式図である。

【図１５】第１の実施の形態での構成例２の液体吐出ヘ
ッドを説明するための分解斜視図である。

【図１６】図１５に示す液体吐出ヘッドにおける第１及
び第２の液の流れを示す模式図である。

【図１７】構成例２において基板を複数設けた液体吐出
ヘッド構造における液供給経路を示す摸式図である。

【図１８】第１の実施の形態での構成例３の液体吐出ヘ
ッドを説明するための分解斜視図である。

【図１９】図１８に示す液体吐出ヘッドにおける第１及
び第２の液の流れを示す模式図である。

【図２０】第１の実施の形態での構成例４の液体吐出ヘ
ッドを説明するための分解斜視図である。

【図２１】図２０に示す液体吐出ヘッドにおける第１及
び第２の液の流れを示す模式図である。

【図２２】図２０に示す液体吐出ヘッドの一変形例を説
明する図で、第１及び第２の液の流れを示す摸式図であ
る。

【図２３】(a)は本発明の第２の実施の形態の液体吐出
ヘッドの模式断面図、(b)は発熱体の形状を示す平面
図、(c)は可動部材の形状を示す平面図である。

【図２４】(a)は本発明の第３の実施の形態の液体吐出
ヘッドの模式断面図、(b)は発熱体の形状を示す平面図
である。

【図２５】本発明の第４の実施の形態の液体吐出ヘッド
の模式断面図である。

【図２６】本発明の第５の実施の形態の液体吐出ヘッド
の模式断面図である。

【図２７】(a)〜(c)は可動部材の他の形状を説明するた
めの図である。

【図２８】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図で
ある。

【図２９】液体吐出装置の構成を示す概略斜視図であ
る。

【図３０】図２９の装置の回路構成を示すブロック図で
ある。

【図３１】インクジェット記録記録システムの構成を示
す図である。

【図３２】ヘッドキットの模式図である。

【符号の説明】

１,１４０ 素子基板 ２,１４２ 発熱体 ３ 面積中心 １０,１４,１６ 液流路 １３,１５,１７ 共通液室 １２ 供給路 １１ 気泡発生領域 １８ 吐出口 １９ 狭窄部 ２０,２０ａ,２２ 貫通穴 ２０ｂ 溝部 ２１,１３１,１４３ 支持体 ２３ 接着剤 ２４ オリフィス ２５,２５' 第１の液供給口 ２６,１４８ 第１の液供給部材 ２７,１４９ 第２の液供給部材 ２８,１４６ 配線基板 ２９ 封止剤 ３０,１０５,１０５',１４１ 分離壁 ３１,１０６,１４１ａ 可動部材 ３２ 自由端 ３３ 支点 ３４ 支持部材 ３５ スリット ３６ 気泡発生領域前壁 ３７ 気泡発生領域側壁 ４０ 気泡 ４５ 液滴 ５０ 溝付部材 ５１ オリフィスプレート ７０ 回路基板 ８０ 供給部材 １０５ａ' 折り曲げ部 １１４,１１４',１４７ 溝付天板 １３０,１３０',１４５' 穴 １４４ 第２の液供給溝 １４５ 第２の液供給穴 ６１９ 貫通孔 ６２０,６２１ 液体供給路 ６２３ 液室 ６３０ 壁部材 ６３６ スペーサ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅川 佳恵 長野県南安曇郡穂高町大字穂高8248−７ (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 田中 宏和 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 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

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を吐出するための気泡を発生する発
   熱体と、前記発熱体に対応して設けられた吐出口と、前
   記吐出口に連通した第１の液流路と、前記発熱体に対応
   して設けられた第２の液流路と、前記第１および第２の
   液流路を分離する分離壁と、を有し、前記分離壁は、吐
   出口側に自由端を有し、前記発熱体にて発生した気泡に
   より生じる圧力に基づいて該自由端を前記第１の液流路
   側へ変位させて前記圧力を吐出口側へ導き、液体を前記
   吐出口から吐出する液体吐出方法において、 前記第２の液流路への液供給と前記第１の液流路への液
   供給とをそれぞれが異なる側から行うことを特徴とする
   液体吐出方法。
2. 【請求項２】 前記発熱体が配された基板に貫通穴を設
   け、前記第２の液流路への液供給を、前記基板を固定す
   る支持体の裏面から前記貫通穴を介して行う、請求項１
   に記載の液体吐出方法。
3. 【請求項３】 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の位置と前記第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
   とを有するヘッドを使用し、少なくとも前記気泡発生領
   域に液体を供給し、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
   へ前記可動部材を変位させ、この可動部材の変位によっ
   て前記気泡を前記吐出口の側に膨張させ、前記吐出口か
   ら液体を吐出する液体吐出方法において、 前記気泡発生領域への前記液体の供給を、前記可動部材
   に対向した面側より行うことを特徴とする液体吐出方
   法。
4. 【請求項４】 前記気泡発生領域に対して設けられた貫
   通孔から前記液体が供給される請求項３に記載の液体吐
   出方法。
5. 【請求項５】 気泡の発生によって吐出口から液体を吐
   出する液体吐出方法において、 前記吐出口に連通する液流路と、発熱体を備えて気泡を
   発生する気泡発生領域と、前記吐出口側に自由端を有し
   前記液流路と前記気泡発生領域との間に配された可動部
   材とを有するヘッドを使用し、 前記液流路に第１の液体を供給するとともに前記可動部
   材に対向した面側から前記気泡発生領域に第２の液体を
   供給し、 前記発熱体を発熱させることによって前記気泡発生領域
   に気泡を発生させ、前記気泡の発生による圧力に基づい
   て前記可動部材の自由端を前記液流路側に変位させ、こ
   の可動部材の変位によって前記圧力を前記液流路の吐出
   口側に導くことで液体を吐出することを特徴とする液体
   吐出方法。
6. 【請求項６】 気泡の発生によって吐出口から液体を吐
   出する液体吐出方法において、 前記吐出口に連通する液流路と、前記吐出口に対面する
   位置に発熱体を備えて気泡を発生する気泡発生領域と、
   自由端を有し前記発熱体と前記吐出口との間に介在する
   ように前記液流路と前記気泡発生領域との間に配された
   可動部材とを有するヘッドを使用し、 前記液流路に第１の液体を供給するとともに前記可動部
   材に対向した面側から前記気泡発生領域に第２の液体を
   供給し、 前記発熱体を発熱させることによって前記気泡発生領域
   に気泡を発生させ、前記気泡の発生による圧力に基づい
   て前記可動部材の自由端を前記液流路側に変位させ、こ
   の可動部材の変位によって前記圧力を前記吐出口側に導
   くことで液体を吐出することを特徴とする液体吐出方
   法。
7. 【請求項７】 前記第１の液体と前記第２の液体が同一
   の液体である請求項５または６に記載の液体吐出方法。
8. 【請求項８】 前記第１の液体と前記第２の液体が異な
   る液体である請求項５または６に記載の液体吐出方法。
9. 【請求項９】 前記気泡が、前記発熱体の発熱によって
   前記液体に生じた膜沸騰現象によって発生したものであ
   る請求項１、２、５、６、７及び８のいずれか１項に記
   載の液体吐出方法。
10. 【請求項１０】 前記発熱体に貫通孔が設けられ該貫通
    孔を介して前記気泡発生領域内に前記第２の液体が供給
    される請求項５乃至９いずれか１項に記載の液体吐出方
    法。
11. 【請求項１１】 液体を吐出するための気泡を発生する
    発熱体と、前記発熱体に対応して設けられた吐出口と、
    前記吐出口に連通した第１の液流路と、前記発熱体に対
    応して設けられた第２の液流路と、前記第１および第２
    の液流路を分離する分離壁と、を有し、前記分離壁は、
    吐出口側に自由端を有し、前記発熱体にて発生した気泡
    により生じる圧力に基づいて該自由端を前記第１の液流
    路側へ変位させて前記圧力を吐出口側へ導く液体吐出ヘ
    ッドにおける液供給方法において、 前記第２の液流路への液供給と前記第１の液流路への液
    供給とをそれぞれが異なる側から行うことを特徴とする
    液供給方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の液供給方法におい
    て、前記発熱体が配された基板に貫通穴を設け、前記第
    ２の液流路への液供給を、前記基板を固定する支持体の
    裏面から前記貫通穴を介して行うことを特徴とする液供
    給方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の液供給方法におい
    て、前記分離壁として形状が略コの字状のもの用い、該
    分離壁を前記発熱体が配された基板を覆うように固定
    し、前記第２の液流路への液供給を、前記基板を固定す
    る支持体の裏面から基板の側部と分離壁の側壁との間に
    形成された間隙を介して行うことを特徴とする液供給方
    法。
14. 【請求項１４】 請求項１１に記載の液供給方法におい
    て、前記発熱体が配された複数の基板を、発熱体の間隔
    が一定となるように支持体上に列状に固定し、前記第２
    の液流路への液供給を、前記支持体側から前記基板の側
    壁間に形成された間隙を介して行うことを特徴とする液
    供給方法。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の液供給方法におい
    て、前記分離壁として形状が略コの字状のもの用い、該
    分離壁を各基板を覆うように固定し、前記第２の液流路
    への液供給を、前記支持体側から基板の側部と分離壁の
    側壁との間に形成された間隙を介してさらに行うことを
    特徴とする液供給方法。
16. 【請求項１６】 液体を吐出するための気泡を発生する
    発熱体と、前記発熱体に対応して設けられた吐出口と、
    前記吐出口に連通した第１の液流路と、前記発熱体に対
    応して設けられた第２の液流路と、前記第１および第２
    の液流路を分離する分離壁と、を有し、前記分離壁は、
    吐出口側に自由端を有し、前記発熱体にて発生した気泡
    により生じる圧力に基づいて該自由端を前記第１の液流
    路側へ変位させて前記圧力を吐出口側へ導く液体吐出ヘ
    ッドにおいて、 前記第１の液流路に連通する第１の液供給路と前記第２
    の液流路に連通する第２の液供給路とがそれぞれ異なる
    側に設けられたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の液体吐出ヘッドに
    おいて、前記発熱体が配された基板が支持体上に固定さ
    れ、前記基板は貫通穴を持ち、前記第２の液供給路が前
    記支持体側から前記貫通穴を介して前記第２の液流路に
    連通する経路よりなることを特徴とする液体吐出ヘッ
    ド。
18. 【請求項１８】 複数の前記第２の液流路を有し、前記
    貫通穴が前記第２の液流路ごとに設けられている請求項
    １７に記載の液体吐出ヘッド。
19. 【請求項１９】 請求項１６に記載の液体吐出ヘッドに
    おいて、前記発熱体が配された基板が支持体上に固定さ
    れ、前記分離壁は形状が略コの字状で、前記基板を覆う
    ように固定され、前記第２の液供給路が前記支持体側か
    ら基板の側部と分離壁の側壁との間に形成された間隙を
    介して前記第２の液流路に連通する経路よりなることを
    特徴とする液体吐出ヘッド。
20. 【請求項２０】 請求項１６に記載の液体吐出ヘッドに
    おいて、前記発熱体が配された複数の基板が、発熱体の
    間隔が一定となるように支持体上に列状に固定され、前
    記第２の液供給路が前記支持体側から前記基板の側壁間
    に形成された間隙を介して前記第２の液流路に連通する
    経路よりなることを特徴とする液体吐出ヘッド。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の液体吐出ヘッドに
    おいて、前記分離壁は形状が略コの字状で各基板を覆う
    ように固定され、前記第２の液供給路が前記支持体側か
    ら基板の側部と分離壁の側壁との間に形成された間隙を
    介して前記第２の液流路に連通する経路を含むことを特
    徴とする液体吐出ヘッド。
22. 【請求項２２】 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
    発熱体に面して配され自由端と支点とを備えた可動部材
    とを有し、前記気泡の発生に基づく圧力によって前記可
    動部材を変位させ、この可動部材の変位によって液体を
    前記吐出口から吐出する液体吐出ヘッドにおいて、 前記発熱体に貫通孔が設けられ、前記貫通孔を介して前
    記発熱体上に液体が供給されることを特徴とする液体吐
    出ヘッド。
23. 【請求項２３】 前記吐出口が前記発熱体と対面する位
    置に配置され、前記可動部材が前記発熱体と前記吐出口
    との間に介在するように設けられている請求項２２に記
    載の液体吐出ヘッド。
24. 【請求項２４】 液体を吐出する吐出口と、前記吐出口
    に連通した液流路と、発熱体を備え液体に気泡を発生さ
    せる気泡発生領域と、前記液流路と前記気泡発生領域の
    間に配されて前記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前記自由端
    を前記液流路側に変位させて前記圧力を前記液流路の吐
    出口側に導く可動部材とを有する液体吐出ヘッドにおい
    て、 前記発熱体に設けられた貫通孔と、前記液流路に液体を
    供給するための第１の供給路と、前記貫通孔を介して前
    記気泡発生領域に液体を供給するための第２の供給路
    と、を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
25. 【請求項２５】 液体を吐出する吐出口と、前記吐出口
    に連通した液流路と、前記吐出口に対面する位置に発熱
    体を備え液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、自由
    端を備え前記吐出口と前記発熱体との間に介在すること
    によって前記液流路と前記気泡発生領域の間に配され前
    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
    前記自由端を前記液流路側に変位させて前記圧力を前記
    吐出口側に導く可動部材とを有する液体吐出ヘッドにお
    いて、 前記発熱体に設けられた貫通孔と、前記液流路に液体を
    供給するための第１の供給路と、前記貫通孔を介して前
    記気泡発生領域に液体を供給するための第２の供給路
    と、を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
26. 【請求項２６】 前記第１の液体と前記第２の液体が同
    一の液体である請求項２４または２５に記載の液体吐出
    ヘッド。
27. 【請求項２７】 前記第１の液体と前記第２の液体が異
    なる液体である請求項２４または２５に記載の液体吐出
    ヘッド。
28. 【請求項２８】 前記気泡が、前記発熱体の発熱によっ
    て前記液体に生じた膜沸騰現象によって発生する請求項
    ２２乃至２７いずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
29. 【請求項２９】 前記発熱体が、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２２乃至２７いずれか１項に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
30. 【請求項３０】 請求項１６乃至請求項２１のいずれか
    に記載の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドの第１お
    よび第２の液供給路を介して第１および第２の液体を供
    給する第１および第２の液体容器と、を有する液体吐出
    ヘッドカートリッジ。
31. 【請求項３１】 請求項３０に記載の液体吐出ヘッドカ
    ートリッジにおいて、前記液体吐出ヘッドと前記第１お
    よび第２の液体容器とは分離可能である液体吐出ヘッド
    カートリッジ。
32. 【請求項３２】 請求項２２乃至２９いずれか１項に記
    載の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される
    液体を保持する液体容器とを有するヘッドカートリッ
    ジ。
33. 【請求項３３】 請求項１６乃至２１のいずれか１項に
    記載の液体吐出ヘッドを、副走査方向に往復移動可能な
    キャリッジに搭載し、被記録媒体への記録を行う液体吐
    出装置。
34. 【請求項３４】 請求項２２乃至２９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。
35. 【請求項３５】 請求項２２乃至２９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。