JPH1024578A - Liquid discharge and liquid discharge head - Google Patents
Liquid discharge and liquid discharge headInfo
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- JPH1024578A JPH1024578A JP18303496A JP18303496A JPH1024578A JP H1024578 A JPH1024578 A JP H1024578A JP 18303496 A JP18303496 A JP 18303496A JP 18303496 A JP18303496 A JP 18303496A JP H1024578 A JPH1024578 A JP H1024578A
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- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/14048—Movable member in the chamber
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギーを液
体に作用させることで起こる気泡の発生によって、所望
の液体を吐出する液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドを用
いたヘッドカートリッジ及び液体吐出装置に関し、特
に、気泡の発生を利用して変位する可動部材を有する液
体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドを用いたヘッドカートリ
ッジ及び液体吐出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid ejection head for ejecting a desired liquid by generating bubbles generated by applying thermal energy to the liquid, a head cartridge using the liquid ejection head, and a liquid ejection apparatus. In particular, the present invention relates to a liquid ejection head having a movable member that is displaced by utilizing the generation of bubbles, a head cartridge using the liquid ejection head, and a liquid ejection apparatus.
【0002】また、本発明は、紙、糸、繊維、布帛、皮
革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス
等の被記録媒体に対し記録を行うプリンタ、複写機、通
信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有する
ワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複
合的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明で
ある。[0002] The present invention also relates to a facsimile having a printer, a copier, a communication system, and a printer for performing recording on a recording medium such as paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics and the like. The present invention can be applied to a device such as a word processor having a unit, and further to an industrial recording device combined with various processing devices.
【0003】なお、本発明における、「記録」とは、文
字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与
することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像
を付与することをも意味する。In the present invention, "recording" means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording medium, but also giving an image having no meaning such as a pattern. Also means
【0004】[0004]
【従来の技術】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化(気泡の発生)を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行なうインクジェット記録方法、いわ
ゆるバブルジェット記録方法が従来から知られている。
このバブルジェット記録方法を用いる記録装置には、米
国特許第4,723,129号等の公報に開示されてい
るように、インクを吐出するための吐出口と、この吐出
口に連通するインク流路と、インク流路内に配されたイ
ンクを吐出するためのエネルギー発生手段としての発熱
体(電気熱変換体)が一般的に配されている。2. Description of the Related Art By giving energy such as heat to ink, a state change accompanied by a steep volume change (formation of bubbles) is caused in the ink, and the ink is ejected from an ejection port by an action force based on this state change. An ink jet recording method in which an image is formed by attaching this to a recording medium, that is, a so-called bubble jet recording method, has been conventionally known.
As disclosed in U.S. Pat. No. 4,723,129 and the like, a recording apparatus using the bubble jet recording method includes a discharge port for discharging ink, and an ink flow communicating with the discharge port. In general, a passage and a heating element (electric heat conversion element) as an energy generating means for discharging ink arranged in the ink flow path are arranged.
【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共に、こ
の記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐
出口を高密度に配置することができるため、小型の装置
で高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得
ることができるという多くの優れた点を有している。こ
のため、このバブルジェット記録方法は近年、プリン
タ、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。According to such a recording method, a high-quality image can be recorded at high speed and with low noise, and in a head performing this recording method, ejection ports for ejecting ink are arranged at a high density. Therefore, it has many advantages that a high-resolution recorded image and a color image can be easily obtained with a small device. For this reason, this bubble jet recording method has recently been used in many office devices such as printers, copiers, and facsimile machines, and has also been used in industrial systems such as textile printing devices.
【0006】このようにバブルジェット技術が多方面の
製品に利用されるに従って、次のような様々な要求が近
年さらにたかまっている。[0006] As the bubble jet technology is used for products in various fields, the following various requirements have been increasing in recent years.
【0007】例えば、エネルギー効率の向上の要求に対
する検討としては、保護膜の厚さを調整するといった発
熱体の最適化が挙げられている。この手法は、発生した
熱の液体への伝搬効率を向上させる点で効果がある。[0007] For example, as a study on a demand for improvement in energy efficiency, optimization of a heating element such as adjusting the thickness of a protective film is mentioned. This method is effective in improving the propagation efficiency of generated heat to the liquid.
【0008】また、高画質な画像を得るために、インク
の吐出スピードが速く、安定した気泡発生に基づく良好
なインク吐出を行える液体吐出方法等を与えるための駆
動条件が提案されたり、また、高速記録の観点から、吐
出された液体の液流路内への充填(リフィル)速度の速
い液体吐出ヘッドを得るために流路形状を改良したもの
も提案されている。In addition, in order to obtain a high quality image, a driving condition for providing a liquid discharging method or the like in which the ink discharging speed is high and a good ink discharging can be performed based on stable bubble generation has been proposed. From the viewpoint of high-speed printing, there has also been proposed a print head having an improved flow path shape in order to obtain a liquid discharge head having a high filling (refilling) speed of the discharged liquid into the liquid flow path.
【0009】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。On the other hand, in the bubble jet recording method, since heating is repeated while the heating element is in contact with the ink, deposits are generated on the surface of the heating element due to scorching of the ink. In some cases, the generation of bubbles causes the generation of bubbles to be unstable, making it difficult to discharge ink satisfactorily. Further, even in the case where the liquid to be discharged is a liquid which is easily deteriorated by heat or a liquid in which foaming is difficult to be sufficiently obtained, a method for discharging the liquid to be discharged without changing the quality is desired. .
【0010】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、特公昭61−59916号、特
開昭55−81172号、特開昭59−26270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。[0010] From such a viewpoint, the liquid (foaming liquid) which generates bubbles by heat and the liquid to be discharged (discharged liquid) are different liquids, and the discharge liquid is discharged by transmitting the pressure due to the bubbling to the discharged liquid. The method is disclosed in JP-B-61-59916, JP-A-55-81172, JP-A-59-26270, and the like. In these publications, the ink, which is the ejection liquid, and the foaming liquid are completely separated by a flexible film such as silicon rubber so that the ejection liquid does not come into direct contact with the heating element, and the pressure due to the foaming of the foaming liquid is controlled. The configuration is such that the liquid is transmitted to the discharge liquid by deformation of the flexible film. Such a configuration achieves prevention of deposits on the surface of the heating element, improvement in the degree of freedom in selecting the liquid to be discharged, and the like.
【0011】しかしながら、上述したような吐出液と発
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
下してしまい、所望の良好な吐出を得ることが困難にな
ってしまう虞れがあった。However, in the head having the above-described structure in which the ejection liquid and the foaming liquid are completely separated, the pressure at the time of foaming is transmitted to the ejection liquid by expansion and contraction of the flexible film. Is considerably absorbed by the flexible membrane. Also, since the amount of deformation of the flexible film is not so large, the effect of separating the ejection liquid and the foaming liquid can be obtained, but the energy efficiency and the ejection force are reduced, and the desired good ejection is achieved. There is a risk that it will be difficult to obtain
【0012】上述したように、近年、バブルジェット技
術を用いた液体吐出ヘッドにおいては、発泡エネルギー
により吐出液を制御するため、効率良く発泡エネルギー
を伝達することが求められてきた。As described above, in recent years, in a liquid ejection head using the bubble jet technique, it is required to efficiently transmit the foaming energy in order to control the ejection liquid by the foaming energy.
【0013】また、応用例として、捺染プリントに使用
するにあたり、スクリーン捺染等の従来からの捺染シス
テムに近い印字速度の高速化が求められている。また、
印字濃度の点においても、従来からの捺染に劣らないよ
うにするためにインクの吐出量の増加等が求められてい
る。また、反物等は、印字媒体が長いので、ヘッドの印
字寿命も長くすることが求められている。Further, as an application example, when used for textile printing, it is required to increase the printing speed close to a conventional textile printing system such as screen textile printing. Also,
In terms of print density, an increase in the amount of ink ejected and the like are required in order not to be inferior to conventional printing. In addition, since the length of a printing medium is large, the printing life of a head is required to be long.
【0014】[0014]
【背景技術】本出願人は、上述した点に鑑みて、先に、
以下に示すものを提案している。BACKGROUND ART In view of the above points, the present applicant has
The following are proposed.
【0015】液体を吐出する吐出口と、液体に熱を加え
ることで該液体に気泡を発生させる発熱体と、該発熱体
に面して設けられ、吐出口側に自由端を有し、気泡の発
生による圧力に基づいて自由端を変位させて、気泡の発
生による圧力を吐出口側に導く可動部材とを有する液流
路が配された液体吐出ヘッド、または、吐出口に連通し
た第1の液流路と、液体に熱を加えることで該液体に気
泡を発生させる発熱体が設けられた第2の液流路と、第
1の液流路と第2の液流路との間に配され、吐出口側に
自由端を有し、第2の液流路内での気泡の発生による圧
力に基づいて自由端を第1の液流路側に変位させて、気
泡の発生による圧力を第1の液流路側に伝える液体吐出
ヘッド。A discharge port for discharging the liquid, a heating element for generating air bubbles in the liquid by applying heat to the liquid, and a heating element provided facing the heating element and having a free end on the discharge port side, A liquid discharge head provided with a liquid flow path having a movable member that displaces the free end based on the pressure due to the generation of air bubbles and guides the pressure due to the generation of air bubbles to the discharge port side, or a first liquid discharge head that communicates with the discharge port. Between a first liquid flow path, a second liquid flow path provided with a heating element that generates bubbles in the liquid by applying heat to the liquid, and a first liquid flow path and a second liquid flow path. And has a free end on the discharge port side, and displaces the free end toward the first liquid flow path based on the pressure due to the generation of air bubbles in the second liquid flow path. Liquid discharge head for transmitting the liquid to the first liquid flow path side.
【0016】上述したような構成によると、気泡の発生
による圧力の多くを可動部材によって直接吐出口側に効
率良く伝達できるので、高吐出効率で、また、高い吐出
圧で液体を吐出することができる。According to the above-described structure, most of the pressure due to the generation of bubbles can be efficiently transmitted directly to the discharge port side by the movable member, so that the liquid can be discharged at a high discharge efficiency and at a high discharge pressure. it can.
【0017】特に、気泡の発生が行われる第2の液流路
とインクの吐出が行われる第1の液流路とを別に設ける
構成では、第2の液流路で発生した圧力(圧力波)を集
中して可動部材側に向けることができる。そして、この
圧力を吐出口方向に可動部材によって向けることができ
るため、さらに、吐出効率、吐出圧を高めることができ
る。In particular, in a configuration in which the second liquid flow path for generating bubbles and the first liquid flow path for discharging ink are separately provided, the pressure (pressure wave) generated in the second liquid flow path is different. ) Can be concentrated and directed to the movable member side. Since this pressure can be directed by the movable member in the direction of the discharge port, the discharge efficiency and the discharge pressure can be further improved.
【0018】また、吐出液と発泡液とを異なる液体とし
た場合には、発熱体上への堆積物が低減でき、発泡が生
じない液体や発泡が困難である液体、熱によって劣化し
やすい液体等をも良好に吐出することができる。When the discharge liquid and the foaming liquid are different liquids, deposits on the heating element can be reduced, and liquids that do not generate foaming, liquids that are difficult to foam, and liquids that are easily deteriorated by heat are used. And the like can be discharged well.
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基本的に従
来の気泡(特に膜沸騰に伴う気泡)を液流路中に形成し
て液体を吐出する方式の、根本的な吐出特性を、従来で
は考えられなかった観点から、従来では予想できない水
準に高めることを主たる課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the fundamental discharge characteristics of a conventional system in which a bubble (particularly a bubble accompanying film boiling) is formed in a liquid flow path to discharge a liquid. The main task is to raise the level to a level that cannot be predicted in the past, from a viewpoint that could not be considered in the past.
【0020】上述したような従来のものにおいては、発
熱体上において発生する気泡の圧力に基づいて可動部材
の自由端が変位して発熱体上方のインクとともに気泡が
吐出口から吐出され、続いて吐出口付近の液体が吐出口
から吐出されるが、発熱体上においては、気泡発生によ
る圧力は可動部材の自由端に伝えられるとともに液流路
上流側へも伝えられ、それにより、気泡発生による圧力
の吐出口への伝達においてパワーロスが生じてしまう。In the prior art described above, the free end of the movable member is displaced based on the pressure of the bubble generated on the heating element, and the bubble is discharged from the discharge port together with the ink above the heating element. The liquid near the discharge port is discharged from the discharge port. On the heating element, the pressure due to the bubble generation is transmitted to the free end of the movable member and also to the liquid flow path upstream side. Power loss occurs in transmitting the pressure to the discharge port.
【0021】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、第1の目的
は、発熱体上における気泡の発生による圧力を、さらに
効率良く吐出口方向へ伝えることにより、液体の吐出量
を増やすことができる液体吐出方法及び液体吐出ヘッド
を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and a first object of the present invention is to reduce the pressure caused by the generation of bubbles on a heating element more efficiently. An object of the present invention is to provide a liquid discharge method and a liquid discharge head which can increase the discharge amount of a liquid by transmitting the liquid in the direction.
【0022】本発明の第2の目的は、印字における周波
数特性を向上させ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である。A second object of the present invention is to provide a liquid discharge method and a liquid discharge head capable of improving frequency characteristics in printing.
【0023】本発明の第3の目的は、ヘッドの寿命を延
ばすことができる液体吐出方法及び液体吐出ヘッドを提
供することである。A third object of the present invention is to provide a liquid discharge method and a liquid discharge head which can extend the life of the head.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、気泡の発生によって液体を吐出する液体吐
出方法において、前記液体を吐出する吐出口と、前記液
体に前記気泡を発生させる気泡発生領域と、前記吐出口
から吐出される液体が貯留されている液室と、前記気泡
発生領域に面して設けられ、第1の位置と該第1の位置
よりも前記気泡発生領域から遠い第2の位置との間を変
位可能な第1の可動部材と、前記気泡発生領域より前記
液室側に設けられ、前記気泡発生領域と前記液室とを連
通させる第3の位置と前記気泡発生領域と前記液室とを
分離する第4の位置との間を変位可能な第2の可動部材
とを有するヘッドを用い、前記第1の可動部材を、前記
気泡発生領域における気泡の発生に基づく圧力によっ
て、前記第1の位置から前記第2の位置へ変位させて前
記気泡を前記吐出口に向かう方向の上流よりも下流に大
きく膨張させ、また、前記第2の可動部材を、前記気泡
発生領域における気泡の発生に基づく圧力によって、前
記第3の位置から前記第4の位置へ変位させて前記気泡
発生領域に存在する液体の前記液室側への流れを防ぐこ
とを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid discharging method for discharging a liquid by generating bubbles, wherein the discharging port for discharging the liquid and the bubbles are generated in the liquid. A bubble generation region, a liquid chamber in which a liquid discharged from the discharge port is stored, and a liquid chamber provided facing the bubble generation region, and a first position and a position closer to the bubble generation region than the first position. A first movable member capable of being displaced between a distant second position and a third position provided on the liquid chamber side with respect to the bubble generation region and communicating the bubble generation region with the liquid chamber; Using a head having a second movable member that can be displaced between a bubble generation region and a fourth position separating the liquid chamber, the first movable member is configured to generate bubbles in the bubble generation region. The first position by a pressure based on To the second position to greatly expand the air bubbles downstream from the upstream in the direction toward the discharge port, and to apply a pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region to the second movable member. Accordingly, the liquid is displaced from the third position to the fourth position to prevent the liquid existing in the bubble generation region from flowing toward the liquid chamber.
【0025】また、気泡の発生によって液体を吐出する
液体吐出方法において、前記液体を吐出する吐出口と、
該吐出口に連通し、該吐出口から吐出される液体が流れ
る第1液流路と、該第1液流路に供給される液体が貯留
されている第1の液室と、液体に前記気泡を発生させる
気泡発生領域と、該気泡発生領域を含み、前記気泡発生
のための液体が流れる第2液流路と、該第2液流路に供
給される液体が貯留されている第2の液室と、前記気泡
発生領域に面して設けられ、第1の位置と該第1の位置
よりも前記気泡発生領域から遠い第2の位置との間を変
位可能な第1の可動部材と、前記気泡発生領域より前記
液室側に設けられ、前記気泡発生領域と前記第2の液室
とを連通させる第3の位置と前記気泡発生領域と前記第
2の液室とを分離する第4の位置との間を変位可能な第
2の可動部材とを有するヘッドを用い、前記第1の可動
部材を、前記気泡発生領域における気泡の発生に基づく
圧力によって、前記第1の位置から前記第2の位置へ変
位させて前記気泡を前記吐出口に向かう方向の上流より
も下流に大きく膨張させ、また、前記第2の可動部材
を、前記気泡発生領域における気泡の発生に基づく圧力
によって、前記第3の位置から前記第4の位置へ変位さ
せて前記気泡発生領域に存在する液体の前記第2の液室
側への流れを防ぐことを特徴とする。In a liquid discharging method for discharging a liquid by generating bubbles, a discharge port for discharging the liquid,
A first liquid flow path that communicates with the discharge port and through which the liquid discharged from the discharge port flows; a first liquid chamber in which the liquid supplied to the first liquid flow path is stored; An air bubble generation region for generating air bubbles, a second liquid flow path including the air bubble generation region, through which the liquid for generating the air bubbles flows, and a second liquid flow path storing the liquid supplied to the second liquid flow path. And a first movable member provided facing the bubble generation region and displaceable between a first position and a second position farther from the bubble generation region than the first position. And a third position provided on the liquid chamber side of the bubble generation area and communicating the bubble generation area with the second liquid chamber, and separating the bubble generation area and the second liquid chamber from each other. Using a head having a second movable member displaceable between a fourth position and the first movable member; Due to the pressure based on the generation of bubbles in the raw region, the bubbles are displaced from the first position to the second position to expand the bubbles greatly downstream from the upstream in the direction toward the discharge port, and The movable member is displaced from the third position to the fourth position by the pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region to move the liquid present in the bubble generation region toward the second liquid chamber. The feature is to prevent the flow.
【0026】また、気泡の発生によって液体を吐出する
液体吐出方法において、前記液体を吐出する吐出口と、
前記液体に前記気泡を発生させる第1の気泡発生領域
と、前記吐出口から吐出される液体が貯留されている液
室と、前記第1の気泡発生領域に面して設けられ、第1
の位置と該第1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い
第2の位置との間を変位可能な第1の可動部材と、前記
第1の気泡発生領域よりも前記液室側に設けられ、前記
液体に前記気泡を発生させる第2の気泡発生領域と、該
第2の気泡発生領域に面して設けられ、前記第1の気泡
発生領域と前記液室とを連通させる第3の位置と前記第
1の気泡発生領域と前記液室とを分離する第4の位置と
の間を変位可能な第2の可動部材とを有するヘッドを用
い、前記第1の可動部材を、前記第1の気泡発生領域に
おける気泡の発生に基づく圧力によって、前記第1の位
置から前記第2の位置へ変位させて前記気泡を前記吐出
口に向かう方向の上流よりも下流に大きく膨張させ、ま
た、前記第1の気泡発生領域における気泡発生と同時に
前記第2の気泡発生領域においても前記気泡を発生さ
せ、前記第2の可動部材を、前記第2の気泡発生領域に
おける気泡の発生に基づく圧力によって、前記第3の位
置から前記第4の位置へ変位させて前記第1の気泡発生
領域に存在する液体の前記液室側への流れを防ぐことを
特徴とする。In a liquid discharging method for discharging a liquid by generating bubbles, a discharging port for discharging the liquid,
A first bubble generation region for generating the bubble in the liquid, a liquid chamber in which the liquid discharged from the discharge port is stored, and a first bubble generation region provided facing the first bubble generation region;
And a first movable member displaceable between a first position and a second position farther from the bubble generation region than the first position, and a first movable member provided closer to the liquid chamber than the first bubble generation region. A second bubble generation region for generating the bubble in the liquid, and a third position provided facing the second bubble generation region and communicating the first bubble generation region with the liquid chamber. And a second movable member capable of being displaced between a first bubble generation region and a fourth position separating the liquid chamber, wherein the first movable member is the first movable member. By the pressure based on the generation of air bubbles in the air bubble generation region, the air bubbles are displaced from the first position to the second position to expand the air bubbles more downstream than in the direction toward the discharge port, and The second bubble generation is performed simultaneously with the bubble generation in the first bubble generation region. The second bubble is also generated in the region, and the second movable member is displaced from the third position to the fourth position by a pressure based on the generation of the bubble in the second bubble generation region. The method is characterized in that the liquid existing in the bubble generation region is prevented from flowing toward the liquid chamber.
【0027】また、気泡の発生によって液体を吐出する
液体吐出方法において、前記液体を吐出する吐出口と、
該吐出口に連通し、該吐出口から吐出される液体が流れ
る第1液流路と、該第1液流路に供給される液体が貯留
されている第1の液室と、液体に前記気泡を発生させる
第1の気泡発生領域と、該第1の気泡発生領域を含み、
前記気泡発生のための液体が流れる第2液流路と、該第
2液流路に供給される液体が貯留されている第2の液室
と、前記第1の気泡発生領域に面して設けられ、第1の
位置と該第1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第
2の位置との間を変位可能な第1の可動部材と、前記第
1の気泡発生領域よりも前記液室側に設けられ、前記液
体に前記気泡を発生させる第2の気泡発生領域と、該第
2の気泡発生領域に面して設けられ、前記第1の気泡発
生領域と前記第2の液室とを連通させる第3の位置と前
記第1の気泡発生領域と前記第2の液室とを分離する第
4の位置との間を変位可能な第2の可動部材とを有する
ヘッドを用い、前記第1の可動部材を、前記第1の気泡
発生領域における気泡の発生に基づく圧力によって、前
記第1の位置から前記第2の位置へ変位させて前記気泡
を前記吐出口に向かう方向の上流よりも下流に大きく膨
張させ、また、前記第1の気泡発生領域における気泡発
生と同時に前記第2の気泡発生領域においても前記気泡
を発生させ、前記第2の可動部材を、前記第2の気泡発
生領域における気泡の発生に基づく圧力によって、前記
第3の位置から前記第4の位置へ変位させて前記第1の
気泡発生領域に存在する液体の前記第2の液室側への流
れを防ぐことを特徴とする。In a liquid discharging method for discharging a liquid by generating bubbles, a discharge port for discharging the liquid;
A first liquid flow path that communicates with the discharge port and through which the liquid discharged from the discharge port flows; a first liquid chamber in which the liquid supplied to the first liquid flow path is stored; A first bubble generation region for generating bubbles, including the first bubble generation region;
A second liquid flow path through which the liquid for bubble generation flows, a second liquid chamber in which the liquid supplied to the second liquid flow path is stored, and a second liquid flow path facing the first bubble generation region. A first movable member that is provided and is capable of being displaced between a first position and a second position farther from the bubble generation region than the first position; and a liquid that is more liquid than the first bubble generation region. A second bubble generation region provided on the chamber side and generating the bubbles in the liquid; and a first bubble generation region and the second liquid chamber provided facing the second bubble generation region. And a second movable member capable of being displaced between a third position for communicating with the first bubble generation region and a fourth position for separating the first bubble generation region and the second liquid chamber, The first movable member is moved from the first position by a pressure based on the generation of bubbles in the first bubble generation region. The bubble is displaced to the second position to expand the bubble greatly downstream from the upstream in the direction toward the discharge port. Also, simultaneously with the bubble generation in the first bubble generation region, the second bubble generation region Also generates the air bubbles, and displaces the second movable member from the third position to the fourth position by a pressure based on the generation of the air bubbles in the second air bubble generation region, thereby causing the first movable member to move. The liquid present in the bubble generation region is prevented from flowing toward the second liquid chamber.
【0028】また、前記第2の可動部材は、弾性を有
し、前記気泡の消泡による圧力とともに前記消泡による
前記第3の位置への復帰力により、前記液体を前記気泡
発生領域に供給することを特徴とする。Further, the second movable member has elasticity, and supplies the liquid to the bubble generation region by the pressure due to the defoaming of the bubbles and the return force to the third position by the defoaming. It is characterized by doing.
【0029】また、気泡の発生によって液体を吐出する
液体吐出ヘッドにおいて、前記液体を吐出する吐出口
と、前記液体に前記気泡を発生させる気泡発生領域と、
前記吐出口から吐出される液体が貯留されている液室
と、前記気泡発生領域に面して設けられ、第1の位置と
該第1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第2の位
置との間を変位可能な第1の可動部材と、前記気泡発生
領域より前記液室側に設けられ、前記気泡発生領域と前
記液室とを連通させる第3の位置と前記気泡発生領域と
前記液室とを分離する第4の位置との間を変位可能な第
2の可動部材とを有し、前記第1の可動部材は、前記気
泡発生領域における気泡の発生に基づく圧力によって、
前記第1の位置から前記第2の位置へ変位し、前記第2
の可動部材は、前記気泡発生領域における気泡の発生に
基づく圧力によって、前記第3の位置から前記第4の位
置へ変位することを特徴とする。In a liquid discharge head for discharging liquid by generating bubbles, a discharge port for discharging the liquid, a bubble generation region for generating the bubbles in the liquid,
A liquid chamber in which the liquid discharged from the discharge port is stored, and a first position provided facing the bubble generation region, and a second position farther from the bubble generation region than the first position. A first movable member displaceable between the first and second positions, a third position provided on the liquid chamber side with respect to the bubble generation region and communicating the bubble generation region with the liquid chamber, the bubble generation region, and the third position. A second movable member capable of being displaced between a fourth position separating the liquid chamber from the liquid chamber, wherein the first movable member has a pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region,
Displacing from the first position to the second position,
Is displaced from the third position to the fourth position by a pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region.
【0030】また、気泡の発生によって液体を吐出する
液体吐出ヘッドにおいて、前記液体を吐出する吐出口
と、該吐出口に連通し、該吐出口から吐出される液体が
流れる第1液流路と、該第1液流路に供給される液体が
貯留されている第1の液室と、液体に前記気泡を発生さ
せる気泡発生領域と、該気泡発生領域を含み、前記気泡
発生のための液体が流れる第2液流路と、該第2液流路
に供給される液体が貯留されている第2の液室と、前記
気泡発生領域に面して設けられ、第1の位置と該第1の
位置よりも前記気泡発生領域から遠い第2の位置との間
を変位可能な第1の可動部材と、前記気泡発生領域より
前記液室側に設けられ、前記気泡発生領域と前記第2の
液室とを連通させる第3の位置と前記気泡発生領域と前
記第2の液室とを分離する第4の位置との間を変位可能
な第2の可動部材とを有し、前記第1の可動部材は、前
記気泡発生領域における気泡の発生に基づく圧力によっ
て、前記第1の位置から前記第2の位置へ変位し、前記
第2の可動部材は、前記気泡発生領域における気泡の発
生に基づく圧力によって、前記第3の位置から前記第4
の位置へ変位することを特徴とする。In a liquid discharge head for discharging a liquid by generating bubbles, a discharge port for discharging the liquid, a first liquid flow path communicating with the discharge port, and through which the liquid discharged from the discharge port flows. A first liquid chamber in which the liquid supplied to the first liquid flow path is stored, a bubble generation region for generating the bubbles in the liquid, and a liquid for generating the bubbles, including the bubble generation region. A second liquid flow path through which the liquid flows, a second liquid chamber in which the liquid supplied to the second liquid flow path is stored, and a second liquid flow path provided facing the bubble generation region, and a first position and a second position. A first movable member that can be displaced between a second position farther from the bubble generation region than the first position, and a first movable member that is provided closer to the liquid chamber than the bubble generation region; A third position for communicating with the second liquid chamber, the bubble generation region, and the second liquid chamber are separated. A second movable member capable of being displaced between a first position and a fourth position, wherein the first movable member is moved from the first position by the pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region. The second movable member is displaced to the second position, and the second movable member is moved from the third position to the fourth position by a pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region.
Characterized by the following:
【0031】また、気泡の発生によって液体を吐出する
液体吐出ヘッドにおいて、前記液体を吐出する吐出口
と、前記液体に前記気泡を発生させる第1の気泡発生領
域と、前記吐出口から吐出される液体が貯留されている
液室と、前記第1の気泡発生領域に面して設けられ、第
1の位置と該第1の位置よりも前記気泡発生領域から遠
い第2の位置との間を変位可能な第1の可動部材と、前
記第1の気泡発生領域よりも前記液室側に設けられ、前
記液体に前記気泡を発生させる第2の気泡発生領域と、
該第2の気泡発生領域に面して設けられ、前記第1の気
泡発生領域と前記液室とを連通させる第3の位置と前記
第1の気泡発生領域と前記液室とを分離する第4の位置
との間を変位可能な第2の可動部材とを有し、前記第1
の可動部材は、前記第1の気泡発生領域における気泡の
発生に基づく圧力によって、前記第1の位置から前記第
2の位置へ変位し、前記第2の可動部材は、前記第1の
気泡発生領域における前記気泡の発生と同時に前記第2
の気泡発生領域において発生する気泡の圧力によって、
前記第3の位置から前記第4の位置へ変位することを特
徴とする。In a liquid discharge head for discharging a liquid by generating bubbles, a discharge port for discharging the liquid, a first bubble generation region for generating the bubbles in the liquid, and a liquid discharged from the discharge port. A liquid chamber in which a liquid is stored, and a first position and a second position farther from the bubble generation region than the first position and provided between the first position and the first position. A first movable member that can be displaced, and a second bubble generation region that is provided closer to the liquid chamber than the first bubble generation region and generates the bubble in the liquid.
A third position is provided facing the second bubble generation region, and a third position separating the first bubble generation region and the liquid chamber and separating the first bubble generation region and the liquid chamber from each other. And a second movable member displaceable between the first position and the second position.
Is displaced from the first position to the second position by a pressure based on the generation of bubbles in the first bubble generation region, and the second movable member is moved by the first bubble generation region. Simultaneously with the generation of the bubble in the region,
By the pressure of the bubble generated in the bubble generation area of
It is characterized by being displaced from the third position to the fourth position.
【0032】また、気泡の発生によって液体を吐出する
液体吐出ヘッドにおいて、前記液体を吐出する吐出口
と、該吐出口に連通し、該吐出口から吐出される液体が
流れる第1液流路と、該第1液流路に供給される液体が
貯留されている第1の液室と、液体に前記気泡を発生さ
せる第1の気泡発生領域と、該第1の気泡発生領域を含
み、前記気泡発生のための液体が流れる第2液流路と、
該第2液流路に供給される液体が貯留されている第2の
液室と、前記第1の気泡発生領域に面して設けられ、第
1の位置と該第1の位置よりも前記気泡発生領域から遠
い第2の位置との間を変位可能な第1の可動部材と、前
記第1の気泡発生領域よりも前記液室側に設けられ、前
記液体に前記気泡を発生させる第2の気泡発生領域と、
該第2の気泡発生領域に面して設けられ、前記第1の気
泡発生領域と前記第2の液室とを連通させる第3の位置
と前記第1の気泡発生領域と前記第2の液室とを分離す
る第4の位置との間を変位可能な第2の可動部材とを有
し、前記第1の可動部材は、前記第1の気泡発生領域に
おける気泡の発生に基づく圧力によって、前記第1の位
置から前記第2の位置へ変位し、前記第2の可動部材
は、前記第1の気泡発生領域における前記気泡の発生と
同時に前記第2の気泡発生領域において発生する気泡の
圧力によって、前記第3の位置から前記第4の位置へ変
位することを特徴とする。In a liquid discharge head for discharging a liquid by generating bubbles, a discharge port for discharging the liquid, a first liquid flow path communicating with the discharge port, and through which the liquid discharged from the discharge port flows. A first liquid chamber in which the liquid supplied to the first liquid flow path is stored, a first bubble generation region for generating the bubbles in the liquid, and the first bubble generation region; A second liquid flow path through which liquid for generating bubbles flows;
A second liquid chamber in which the liquid to be supplied to the second liquid flow path is stored; and a second liquid chamber provided facing the first bubble generation region, wherein a first position and a first position are more than the first position. A first movable member that can be displaced between a second position far from the bubble generation region and a second movable member that is provided closer to the liquid chamber than the first bubble generation region and generates the bubbles in the liquid. Air bubble generation area,
A third position provided facing the second bubble generation region and communicating the first bubble generation region with the second liquid chamber, the first bubble generation region, and the second liquid; A second movable member capable of being displaced between a fourth position separating the chamber and the first movable member, wherein the first movable member has a pressure based on the generation of bubbles in the first bubble generation region, The second movable member is displaced from the first position to the second position, and the pressure of the bubble generated in the second bubble generation region simultaneously with the generation of the bubble in the first bubble generation region Thereby displacing from the third position to the fourth position.
【0033】また、前記第2の可動部材は、弾性を有
し、前記気泡の消泡による圧力とともに前記消泡による
前記第3の位置への復帰力により、前記液体を前記気泡
発生領域に供給することを特徴とする。Further, the second movable member has elasticity, and supplies the liquid to the bubble generation region by the pressure due to the defoaming of the bubbles and the return force to the third position by the defoaming. It is characterized by doing.
【0034】(作用)上記のように構成された本発明に
おいては、気泡発生領域において発生した気泡が成長す
ると、気泡発生の圧力によって、第1の可動部材が第1
液流路側に変位し、第1液流路と第2液流路とが連通さ
れた状態となる。また、気泡発生の圧力によって第2の
可動部材が気泡発生領域と液室とを分離するように変位
し、気泡発生領域と液室とが分離される。(Operation) In the present invention configured as described above, when the bubbles generated in the bubble generation region grow, the first movable member is moved by the pressure of the bubble generation to the first movable member.
The first liquid flow path is displaced toward the liquid flow path, and the first liquid flow path and the second liquid flow path are in communication with each other. Also, the second movable member is displaced by the pressure of the bubble generation so as to separate the bubble generation region and the liquid chamber, and the bubble generation region and the liquid chamber are separated.
【0035】このようにして、第1の可動部材の変位に
よって気泡の発生による圧力が第1の可動部材に沿った
状態で吐出口側に向けられるので、吐出口から液体が効
率良く吐出される。また、気泡発生領域に存在していた
液体が気泡の発生により液室側に押し戻されるが、気泡
の発生に伴って第2の可動部材が変位することにより、
気泡発生領域と液室とが分離されるので、気泡発生領域
に存在していた液体が液室に逆流することが防止され、
気泡発生による圧力の吐出口への伝達においてパワーロ
スが生じることはない。In this manner, the pressure generated by the bubbles by the displacement of the first movable member is directed to the discharge port side along the first movable member, so that the liquid is efficiently discharged from the discharge port. . In addition, the liquid existing in the bubble generation region is pushed back to the liquid chamber side due to the generation of the bubble, but the second movable member is displaced with the generation of the bubble,
Since the bubble generation region and the liquid chamber are separated, the liquid existing in the bubble generation region is prevented from flowing back into the liquid chamber,
There is no power loss in transmitting pressure to the discharge port due to the generation of bubbles.
【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。The terms "upstream" and "downstream" used in the description of the present invention refer to the flow direction of the liquid from the liquid supply source to the discharge port through the bubble generation region (or movable member).
Alternatively, it is expressed as an expression regarding this structural direction.
【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。The “downstream side” of the bubble itself is as follows:
It mainly represents a portion on the ejection port side of a bubble which is considered to directly act on ejection of a droplet. More specifically, with respect to the center of the bubble, the downstream side with respect to the flow direction and the structural direction,
Alternatively, it means bubbles generated in a region downstream of the area center of the heating element.
【0038】また、本発明の説明で用いる「実質的に密
閉」とは、気泡が成長するとき、可動部材が変位する前
に可動部材の周囲の隙間(スリット)から気泡がすり抜
けない程度の状態を意味する。The term "substantially sealed" used in the description of the present invention refers to a state in which bubbles do not slip through gaps (slits) around the movable member before the movable member is displaced when the bubbles grow. Means
【0039】さらに、本発明でいう「分離壁」とは、広
義では気泡発生領域と吐出口に直接連通する領域とを区
分するように介在する壁(可動部材を含んでもよい)を
意味し、狭義では気泡発生領域を含む流路を吐出口に直
接連通する液流路とを区分し、それぞれの領域にある液
体の混合を防止するものを意味する。In the broad sense, the term "separation wall" as used in the present invention means a wall (which may include a movable member) interposed so as to separate a bubble generation region from a region directly communicating with the discharge port. In a narrow sense, it means that the flow path including the bubble generation area is separated from the liquid flow path that directly communicates with the discharge port, and mixing of the liquid in each area is prevented.
【0040】[0040]
【発明の実施の形態】本発明の実施例について説明する
前に、本発明が適用される液体吐出ヘッドにおける液体
吐出原理について図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing embodiments of the present invention, the principle of liquid ejection in a liquid ejection head to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
【0041】(第1の実施の形態)まず、本形態では、
液体を吐出するための、気泡に基づく圧力の伝搬方向や
気泡の成長方向を制御することで吐出力や吐出効率の向
上を図る場合の例を説明する。(First Embodiment) First, in this embodiment,
An example will be described in which the ejection force and the ejection efficiency are improved by controlling the propagation direction of the pressure based on the bubbles and the growth direction of the bubbles for ejecting the liquid.
【0042】図1は、本発明の液体吐出ヘッドの一例を
示す模式断面図であり、図2は、本発明の液体吐出ヘッ
ドの部分破断斜視図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the liquid discharge head of the present invention, and FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the liquid discharge head of the present invention.
【0043】本形態の液体吐出ヘッドは、液体を吐出す
るための吐出エネルギー発生素子として、液体に熱エネ
ルギーを作用させる発熱体2(本形態においては40μ
m×105μmの形状の発熱抵抗体)が素子基板1に設
けられており、素子基板1上に発熱体2に対応して液流
路10が配されている。液流路10は吐出口18に連通
していると共に、複数の液流路10に液体を供給するた
めの共通液室13に連通しており、吐出口18から吐出
された液体に見合う量の液体をこの共通液室13から受
け取る。The liquid discharge head of this embodiment is a heating element 2 (40 μm in this embodiment) that applies thermal energy to the liquid as a discharge energy generating element for discharging the liquid.
A heating resistor having a shape of m × 105 μm) is provided on the element substrate 1, and a liquid flow path 10 is arranged on the element substrate 1 corresponding to the heating element 2. The liquid flow path 10 communicates with the discharge port 18 and also communicates with a common liquid chamber 13 for supplying liquid to the plurality of liquid flow paths 10, and has an amount corresponding to the liquid discharged from the discharge port 18. Liquid is received from this common liquid chamber 13.
【0044】液流路10の素子基板1上には、発熱体2
に対向するように面して、金属等の弾性を有する材料で
構成され、平面部を有する板状の可動部材31が片持梁
状に設けられており、可動部材31の一端は液流路10
の壁や素子基板1上に感光性樹脂などをパターニングし
て形成した土台(支持部材)34等に固定されている。
これによって、可動部材31は保持されると共に支点
(支点部分)33を構成している。The heating element 2 is provided on the element substrate 1 in the liquid flow path 10.
A plate-shaped movable member 31 made of an elastic material such as metal and having a flat portion is provided in a cantilever shape so as to face the liquid passage, and one end of the movable member 31 has a liquid flow path. 10
Is fixed to a base (supporting member) 34 formed by patterning a photosensitive resin or the like on the wall or the element substrate 1.
Thus, the movable member 31 is held and forms a fulcrum (fulcrum portion) 33.
【0045】可動部材31は、液体の吐出動作によって
共通液室13から可動部材31を経て吐出口18側へ流
れる大きな流れの上流側に支点(支点部分;固定端)3
3を持ち、支点33に対して下流側に自由端(自由端部
分)32を持つように、発熱体2に面した位置に発熱体
2を覆うような状態で発熱体2から15μm程度の距離
を隔てて配されている。発熱体2と可動部材31との間
が気泡発生領域11となる。なお、発熱体2及び可動部
材31の種類や形状および配置はこれに限られることな
く、後述するように気泡の成長や圧力の伝搬を制御しう
る形状および配置であればよい。また、上述した液流路
10は、後に取り上げる液体の流れの説明のため、可動
部材31を境にして直接吐出口18に連通している部分
を第1の液流路14とし、気泡発生領域11や液体供給
路12を有する第2の液流路16の2つの領域に分けて
説明する。The movable member 31 is provided with a fulcrum (fulcrum portion; fixed end) 3 on the upstream side of a large flow flowing from the common liquid chamber 13 through the movable member 31 to the discharge port 18 by the liquid discharging operation.
3 and a distance of about 15 μm from the heating element 2 so as to cover the heating element 2 at a position facing the heating element 2 so as to have a free end (free end portion) 32 downstream of the fulcrum 33. Are arranged at a distance. The space between the heating element 2 and the movable member 31 is the bubble generation area 11. Note that the types, shapes, and arrangements of the heating element 2 and the movable member 31 are not limited thereto, and may be any shapes and arrangements that can control the growth of bubbles and the propagation of pressure as described later. In addition, the above-described liquid flow path 10 has a first liquid flow path 14 that directly communicates with the discharge port 18 with the movable member 31 as a boundary, for the purpose of describing the flow of the liquid to be described later. 11 and a second liquid flow path 16 having a liquid supply path 12.
【0046】発熱体2を発熱させることで可動部材31
と発熱体2との間の気泡発生領域11の液体に熱を作用
し、液体に米国特許4,723,129号公報に記載さ
れているような膜沸騰現象に基づく気泡40を発生させ
る。気泡40の発生に基づく圧力と気泡40は可動部材
31に優先的に作用し、可動部材31は、図1(b),
(c)もしくは図2で示されるように支点33を中心に
吐出口18側に大きく開くように変位する。可動部材3
1の変位若しくは変位した状態によって気泡40の発生
に基づく圧力の伝搬や気泡40自身の成長が吐出口18
側に導かれる。The movable member 31 is generated by causing the heating element 2 to generate heat.
Heat is applied to the liquid in the bubble generation region 11 between the heater and the heating element 2 to generate bubbles 40 in the liquid based on the film boiling phenomenon as described in US Pat. No. 4,723,129. The pressure based on the generation of the bubble 40 and the bubble 40 act on the movable member 31 preferentially.
(C) Or, as shown in FIG. 2, the displacement is made so as to open largely toward the discharge port 18 around the fulcrum 33. Movable member 3
1 or the state of the displacement, the propagation of the pressure based on the generation of the bubble 40 and the growth of the bubble 40 themselves are caused by the ejection port 18.
Guided to the side.
【0047】ここで、本発明における吐出原理の一つを
説明する。Here, one of the ejection principles in the present invention will be described.
【0048】本発明において重要な原理の1つは、気泡
40に対面するように配された可動部材31が気泡40
の圧力あるいは気泡40自体に基づいて、定常状態の第
1の位置から変位後の位置である第2の位置へ変位し、
この変位する可動部材31によって気泡40の発生に伴
う圧力や気泡40自身を吐出口18が配された下流側へ
導くことである。One of the important principles of the present invention is that the movable member 31 arranged to face the bubble 40
From the first position in the steady state to the second position, which is the position after the displacement, based on the pressure or the bubble 40 itself,
This displacement of the movable member 31 guides the pressure accompanying the generation of the bubbles 40 and the bubbles 40 themselves to the downstream side where the discharge ports 18 are arranged.
【0049】この原理を従来の液流路構造と比較してさ
らに詳しく説明する。This principle will be described in more detail in comparison with a conventional liquid flow path structure.
【0050】図3は、従来のヘッドにおける気泡からの
圧力伝搬を示す模式図であり、図4は、本発明のヘッド
における気泡からの圧力伝搬を示す模式図である。な
お、ここでは吐出口方向への圧力の伝搬方向をVA、上
流側への圧力の伝搬方向をVBとして示した。FIG. 3 is a schematic diagram showing pressure propagation from bubbles in a conventional head, and FIG. 4 is a schematic diagram showing pressure propagation from bubbles in a head of the present invention. Here, the propagation direction of the pressure in the direction of the discharge port is represented by V A , and the propagation direction of the pressure to the upstream side is represented by V B.
【0051】図3で示されるような従来のヘッドにおい
ては、発生した気泡40による圧力の伝搬方向を規制す
る構成はない。このため気泡40の圧力伝搬方向はV1
〜V8のように気泡表面の垂線方向となり様々な方向を
向いていた。このうち、特に液吐出に最も影響を及ぼす
VA方向に圧力伝搬方向の成分を持つものは、V1〜V4
即ち気泡のほぼ半分の位置より吐出口に近い部分の圧力
伝搬の方向成分であり、液吐出効率、液吐出力、吐出速
度等に直接寄与する重要な部分である。さらにV 1は吐
出方向VAの方向に最も近いため効率よく働き、逆にV4
はVAに向かう方向成分は比較的少ない。In the conventional head as shown in FIG.
The direction of pressure propagation by the generated bubbles 40
There is no configuration. Therefore, the pressure propagation direction of the bubble 40 is V1
~ V8As shown in the figure, the direction is perpendicular to the bubble surface.
I was right. Among them, it has the greatest effect on liquid ejection
VAA component having a component in the pressure propagation direction in the direction1~ VFour
That is, the pressure of the part closer to the discharge port than the position of almost half of the bubble
Direction component of propagation, liquid discharge efficiency, liquid discharge force, discharge speed
This is an important part that directly contributes to the degree. Further V 1Is a vomit
Outgoing direction VAWorks efficiently because it is closest to the direction ofFour
Is VAThe direction component toward is relatively small.
【0052】これに対して、図4で示される本発明の場
合には、可動部材31が図3の場合のように様々な方向
を向いていた気泡の圧力伝搬方向V1〜V4を下流側(吐
出口側)へ導き、VAの圧力伝搬方向に変換するもので
あり、これにより気泡40の圧力が直接的に効率よく吐
出に寄与することになる。そして、気泡の成長方向自体
も圧力伝搬方向V1〜V4と同様に下流方向に導かれ、上
流より下流で大きく成長する。このように、気泡の成長
方向自体を可動部材によって制御し、気泡の圧力伝搬方
向を制御することで、吐出効率や吐出力また吐出速度等
の根本的な向上を達成することができる。On the other hand, in the case of the present invention shown in FIG. 4, the movable member 31 moves downstream in the pressure propagation directions V 1 to V 4 of the bubbles which have been oriented in various directions as in the case of FIG. Side (discharge port side), and converts the pressure into the VA propagation direction, whereby the pressure of the bubbles 40 directly and efficiently contributes to the discharge. Then, the bubble growth direction itself is guided in the downstream direction similarly to the pressure propagation directions V 1 to V 4, and grows more downstream than upstream. As described above, by controlling the growth direction itself of the bubble by the movable member and controlling the pressure propagation direction of the bubble, it is possible to achieve a fundamental improvement in the discharge efficiency, the discharge force, the discharge speed, and the like.
【0053】次に図1に戻って、本形態の液体吐出ヘッ
ドの吐出動作について詳しく説明する。Next, returning to FIG. 1, the ejection operation of the liquid ejection head of this embodiment will be described in detail.
【0054】図1(a)は、発熱体2に電気エネルギー
等のエネルギーが印加される前の状態であり、発熱体2
が熱を発生する前の状態である。FIG. 1A shows a state before energy such as electric energy is applied to the heating element 2.
Is a state before generating heat.
【0055】ここで重要なことは、可動部材31が、発
熱体2の発熱によって発生した気泡に対し、この気泡の
少なくとも下流側部分に対面する位置に設けられている
ことである。つまり、気泡の下流側が可動部材31に作
用するように、液流路構造上では少なくとも発熱体2の
面積中心3より下流(発熱体の面積中心3を通って流路
の長さ方向に直交する線より下流)の位置まで可動部材
31が配されている。What is important here is that the movable member 31 is provided at a position facing at least the downstream side portion of the bubble generated by the heat generated by the heating element 2. That is, on the liquid flow path structure, at least downstream of the area center 3 of the heat generating element 2 (through the area center 3 of the heat generating element, it is orthogonal to the length direction of the flow path so that the downstream side of the bubble acts on the movable member 31. The movable member 31 is disposed to a position (downstream from the line).
【0056】図1(b)は、発熱体2に電気エネルギー
等が印加されて発熱体2が発熱し、発生した熱によって
気泡発生領域11内を満たす液体の一部を加熱し、膜沸
騰に伴う気泡40を発生させた状態である。FIG. 1B shows that the heating element 2 generates heat when electric energy or the like is applied to the heating element 2, and the generated heat heats a part of the liquid filling the bubble generation region 11 to cause film boiling. This is a state in which accompanying air bubbles 40 are generated.
【0057】このとき、可動部材31は気泡40の発生
に基づく圧力により、気泡40の圧力の伝搬方向を吐出
口18方向に導くように第1位置から第2位置へ変位す
る。ここで重要なことは前述したように、可動部材31
の自由端32を下流側(吐出口側)に配置し、支点33
を上流側(共通液室側)に位置するように配置して、可
動部材31の少なくとも一部を発熱体2の下流部分すな
わち気泡40の下流部分に対面させることである。At this time, the movable member 31 is displaced from the first position to the second position by the pressure based on the generation of the bubble 40 so as to guide the pressure propagation direction of the bubble 40 toward the discharge port 18. What is important here is that the movable member 31
Is disposed on the downstream side (discharge port side), and a fulcrum 33
Is disposed on the upstream side (common liquid chamber side), and at least a part of the movable member 31 faces the downstream portion of the heating element 2, that is, the downstream portion of the bubble 40.
【0058】図1(c)は、気泡40がさらに成長した
状態であるが、気泡40発生に伴う圧力に応じて可動部
材31はさらに変位している。発生した気泡40は、上
流より下流に大きく成長すると共に可動部材31の第1
の位置(点線位置)を越えて大きく成長している。この
ように、気泡40の成長に応じて可動部材31が徐々に
変位して行くことで気泡40の圧力伝搬方向や堆積移動
のしやすい方向、すなわち自由端側への気泡40の成長
方向を吐出口18に均一的に向かわせることができるこ
とも吐出効率を高めると考えられる。可動部材31は気
泡40や発泡圧を吐出口18方向へ導く際もこの伝達の
妨げになることはほとんどなく、伝搬する圧力の大きさ
に応じて効率よく圧力の伝搬方向や気泡40の成長方向
を制御することができる。FIG. 1C shows a state in which the bubbles 40 have further grown, but the movable member 31 is further displaced in accordance with the pressure generated by the bubbles 40. The generated bubble 40 grows larger downstream than upstream and the first bubble of the movable member 31
(The dotted line). As described above, the movable member 31 is gradually displaced in accordance with the growth of the bubble 40, so that the pressure propagation direction of the bubble 40 and the direction in which the accumulation is easily moved, that is, the growth direction of the bubble 40 to the free end side, are discharged. The fact that the ink can be uniformly directed to the outlet 18 is also considered to increase the discharge efficiency. The movable member 31 hardly hinders the transmission of the bubbles 40 and the bubbling pressure toward the discharge port 18, and the direction in which the pressure is propagated and the direction in which the bubbles 40 grow in accordance with the magnitude of the propagating pressure. Can be controlled.
【0059】図1(d)は、気泡40が、前述した膜沸
騰の後気泡内部圧力の減少によって収縮し、消滅する状
態を示している。FIG. 1D shows a state where the bubble 40 contracts and disappears due to the decrease in the internal pressure of the bubble after the above-mentioned film boiling.
【0060】第2の位置まで変位していた可動部材31
は、気泡40の収縮による負圧と可動部材31自身のば
ね性による復元力によって図1(a)の初期位置(第1
の位置)に復帰する。また、消泡時には、気泡発生領域
11での気泡40の収縮体積を補うため、また、吐出さ
れた液体の体積分を補うために上流側(B)、すなわち
共通液室13側から流れのVD1、VD2のように、また、
吐出口18側から流れのVcのように液体が流れ込んで
くる。The movable member 31 which has been displaced to the second position
The initial position (first position in FIG. 1A) of FIG.
Position). Further, at the time of defoaming, in order to compensate for the contracted volume of the bubbles 40 in the bubble generation region 11 and to compensate for the volume of the discharged liquid, the flow V from the upstream side (B), that is, from the common liquid chamber 13 side. Like D1 , VD2 ,
Come flows liquid as V c of the flow from the discharge port 18 side.
【0061】以上、気泡の発生に伴う可動部材の動作と
液体の吐出動作について説明したが、以下に、本発明の
液体吐出ヘッドにおける液体のリフィルについて詳しく
説明する。The operation of the movable member and the discharge operation of the liquid accompanying the generation of bubbles have been described above. The refilling of the liquid in the liquid discharge head of the present invention will be described in detail below.
【0062】図1を用いて本発明における液供給メカニ
ズムをさらに詳しく説明する。The liquid supply mechanism of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.
【0063】図1(c)の後、気泡40が最大体積の状
態を経て消泡過程に入ったときには、消泡した体積を補
う体積の液体が気泡発生領域11に、第1液流路14の
吐出口18側と第2液流路16の共通液室側13から流
れ込む。可動部材31を持たない従来の液流路構造にお
いては、消泡位置に吐出口側から流れ込む液体の量と共
通液室から流れ込む液体の量は、気泡発生領域より吐出
口に近い部分と共通液室に近い部分との流抵抗の大きさ
に起因する(流路抵抗と液体の慣性に基づくものであ
る。)。When the bubble 40 enters the defoaming process after passing through the maximum volume state after the state shown in FIG. 1C, a liquid having a volume supplementing the defoamed volume is supplied to the bubble generation region 11 in the first liquid flow path 14. Of the second liquid flow path 16 and the common liquid chamber side 13 of the second liquid flow path 16. In the conventional liquid flow path structure without the movable member 31, the amount of the liquid flowing from the discharge port side to the defoaming position and the amount of the liquid flowing from the common liquid chamber are the same as the part closer to the discharge port than the bubble generation region and the common liquid. This is due to the magnitude of the flow resistance with the part close to the chamber (based on the flow path resistance and the inertia of the liquid).
【0064】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。For this reason, when the flow resistance on the side close to the discharge port is small, a lot of liquid flows from the discharge port side to the defoaming position, and the retreat amount of the meniscus becomes large. In particular, as the flow resistance on the side close to the discharge port is reduced to increase the discharge efficiency in order to increase the discharge efficiency, the meniscus M at the time of defoaming becomes larger, the refill time becomes longer, and the refill time becomes longer, and high-speed printing is performed. Was to hinder.
【0065】これに対して本形態においては、可動部材
31を設けたため、気泡の体積Wを可動部材31の第1
位置を境に上側をW1、気泡発生領域11側をW2とし
た場合、消泡時に可動部材31が元の位置に戻った時点
でメニスカスの後退は止まり、その後残ったW2の体積
分の液体供給は主に第2流路16の流れVD2からの液供
給によって成される。これにより、従来、気泡Wの体積
の半分程度に対応した量がメニスカスの後退量になって
いたのに対して、それより少ないW1の半分程度のメニ
スカス後退量に抑えることが可能になった。On the other hand, in the present embodiment, since the movable member 31 is provided, the volume W of the bubble is reduced by the first member of the movable member 31.
When W1 is on the upper side and W2 is on the bubble generation area 11 side with respect to the position, the meniscus stops retreating when the movable member 31 returns to the original position at the time of defoaming, and the liquid supply for the remaining volume of W2 is thereafter performed. It is done mainly by the liquid supply from the flow V D2 in the second flow path 16. Thus, while the amount corresponding to about half of the volume of the bubble W has conventionally been the meniscus retraction amount, it has become possible to suppress the meniscus retreat amount to a smaller amount, which is about half of W1.
【0066】さらに、W2の体積分の液体供給は消泡時
の圧力を利用して可動部材31の発熱体側の面に沿っ
て、主に第2液流路16の上流側(VD2)から強制的に
行うことができるためより速いリフィルを実現できた。Further, the supply of the liquid for the volume of W2 is performed mainly along the upstream side (V D2 ) of the second liquid flow path 16 along the surface of the movable member 31 on the heating element side by utilizing the pressure at the time of defoaming. Faster refills were achieved because they could be forced.
【0067】ここで特徴的なことは、従来のヘッドで消
泡時の圧力を用いたリフィルを行った場合、メニスカス
の振動が大きくなってしまい画像品位の劣化につながっ
ていたが、本形態の高速リフィルにおいては可動部材3
1によって吐出口18側の第1液流路14の領域と、気
泡発生領域11との吐出口18側での液体の流通が抑制
されるためメニスカスの振動を極めて少なくすることが
できることである。The characteristic feature here is that when refilling is performed using the pressure at the time of defoaming with a conventional head, the vibration of the meniscus is increased and the image quality is degraded. Movable member 3 for high speed refill
1, the flow of the liquid on the discharge port 18 side between the region of the first liquid flow path 14 on the discharge port 18 side and the bubble generation region 11 is suppressed, so that the vibration of the meniscus can be extremely reduced.
【0068】このように本発明は、第2流路16の液供
給路12を介しての発泡領域への強制リフィルと、上述
したメニスカス後退や振動の抑制によって高速リフィル
を達成することで、吐出の安定や高速繰り返し吐出、ま
た記録の分野に用いた場合、画質の向上や高速記録を実
現することができる。As described above, the present invention achieves high-speed refilling by forcibly refilling the foaming area via the liquid supply path 12 of the second flow path 16 and suppressing the meniscus retreat and vibration as described above. When used in the fields of stable printing, high-speed repetitive ejection, and printing, improvement in image quality and high-speed printing can be realized.
【0069】本発明の構成においては、さらに次のよう
な有効な機能を兼ね備えている。The configuration of the present invention further has the following effective functions.
【0070】それは、気泡の発生による圧力の上流側へ
の伝搬(バック波)を抑制することである。発熱体2上
で発生した気泡の内、共通液室13側(上流側)の気泡
による圧力は、その多くが、上流側に向かって液体を押
し戻す力(バック波)になっていた。このバック波は、
上流側の圧力と、それによる液移動量、そして液移動に
伴う慣性力を引き起こし、これらは液体の液流路内への
リフィルを低下させ高速駆動の妨げにもなっていた。That is to suppress the propagation of the pressure to the upstream side (back wave) due to the generation of bubbles. Of the bubbles generated on the heating element 2, most of the pressure caused by the bubbles on the common liquid chamber 13 side (upstream side) is a force (back wave) for pushing back the liquid toward the upstream side. This back wave,
This caused the pressure on the upstream side, the amount of liquid movement due thereto, and the inertial force accompanying the liquid movement, which reduced the refilling of the liquid into the liquid flow path and hindered high-speed driving.
【0071】本発明においては、まず可動部材31によ
って上流側へのこれらの作用を抑えることでもリフィル
供給性の向上をさらに図っている。In the present invention, the refill supply is further improved by first suppressing these effects on the upstream side by the movable member 31.
【0072】次に、本形態の更なる特徴的な構造と効果
について、以下に説明する。Next, further characteristic structures and effects of the present embodiment will be described below.
【0073】本形態における第2液流路16は、発熱体
2の上流に発熱体2と実質的に平坦につながる(発熱体
表面が大きく落ち込んでいない)内壁を持つ液体供給路
12を有している。このような場合、気泡発生領域11
および発熱体2の表面への液体の供給は、可動部材31
の気泡発生領域11に近い側の面に沿って、VD2のよう
に行われる。このため、発熱体2の表面上に液体が淀む
ことが抑制され、液体中に溶存していた気体の析出や、
消泡できずに残ったいわゆる残留気泡が除去され易く、
また、液体への蓄熱が高くなりすぎることもない。従っ
て、より安定した気泡の発生を高速に繰り返し行うこと
ができる。なお、本形態では実質的に平坦な内壁を持つ
液体供給路12を持つもので説明したが、これに限ら
ず、発熱体2表面となだらかに繋がり、なだらかな内壁
を有する液供給路であればよく、発熱体2上に液体の淀
みや、液体の供給に大きな乱流を生じない形状であれば
よい。The second liquid flow path 16 in the present embodiment has a liquid supply path 12 having an inner wall upstream of the heating element 2 and connected to the heating element 2 substantially flat (the heating element surface is not greatly reduced). ing. In such a case, the bubble generation region 11
The supply of the liquid to the surface of the heating element 2 is performed by the movable member 31.
Along the side surface closer to the bubble generation region 11 of the carried out as V D2. Therefore, stagnation of the liquid on the surface of the heating element 2 is suppressed, and deposition of gas dissolved in the liquid,
So-called residual air bubbles remaining without defoaming are easily removed,
Also, the heat storage in the liquid does not become too high. Therefore, more stable generation of bubbles can be repeated at high speed. In the present embodiment, the liquid supply path 12 having a substantially flat inner wall has been described. However, the present invention is not limited to this. Any liquid supply path that has a gentle inner wall that is smoothly connected to the surface of the heating element 2 can be used. Any shape that does not cause stagnation of liquid on the heating element 2 or large turbulence in liquid supply may be used.
【0074】また、気泡発生領域11への液体の供給
は、可動部材31の側部(スリット35)を介してVD1
から行われるものもある。しかし、気泡発生時の圧力を
さらに有効に吐出口18に導くために図1で示すように
気泡発生領域11の全体を覆う(発熱体面を覆う)よう
に大きな可動部材31を用い、可動部材31が第1の位
置へ復帰することで、気泡発生領域11と第1液流路1
4の吐出口18に近い領域との液体の流抵抗が大きくな
るような形態の場合、前述のVD1から気泡発生領域11
に向かっての液体の流れが妨げられる。しかし、本発明
のヘッド構造においては、気泡発生領域11に液体を供
給するための流れVD1があるため、液体の供給性能が非
常に高くなり、可動部材31で気泡発生領域11を覆う
ような吐出効率向上を求めた構造を採っても、液体の供
給性能を落とすことがない。Further, the supply of the liquid to the bubble generation region 11 is performed through the side portion (slit 35) of the movable member 31 so as to supply V D1.
Some are done from. However, as shown in FIG. 1, a large movable member 31 is used to cover the entire bubble generating region 11 (cover the heating element surface) in order to more effectively guide the pressure at the time of bubble generation to the discharge port 18. Is returned to the first position, so that the bubble generation region 11 and the first liquid flow path 1
If the 4 region near the discharge port 18 of the form, such as the flow resistance of the liquid is increased, the bubble generating area 11 from the aforementioned V D1
The flow of the liquid towards is blocked. However, in the head structure of the present invention, the flow V D1 for supplying the liquid to the bubble generation region 11 has a very high liquid supply performance, and the movable member 31 covers the bubble generation region 11. Even if a structure that seeks to improve the discharge efficiency is adopted, the liquid supply performance will not be reduced.
【0075】図5は、本発明の液体の流れを説明するた
めの模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the flow of the liquid according to the present invention.
【0076】可動部材31の自由端32と支点33の位
置は、例えば図5で示されるように、自由端32が相対
的に支点33より下流側にある。このような構成のた
め、前述した発泡の際に気泡の圧力伝搬方向や成長方向
を吐出口18側に導く等の機能や効果を効率よく実現で
きるのである。さらに、この位置関係は吐出に対する機
能や効果のみならず、液体の供給の際にも液流路10を
流れる液体に対する流抵抗を小さくしでき高速にリフィ
ルできるという効果を達成している。これは図5に示す
ように、吐出によって後退したメニスカスMが毛管力に
より吐出口18へ復帰する際や、消泡に対しての液供給
が行われる場合に、液流路10(第1液流路14、第2
液流路16を含む)内を流れる流れS1、S2、S3に対
し、逆らわないように自由端32と支点33とを配置し
ているためである。The position of the free end 32 and the fulcrum 33 of the movable member 31 is such that the free end 32 is relatively downstream from the fulcrum 33 as shown in FIG. With such a configuration, functions and effects such as guiding the pressure propagation direction and growth direction of bubbles to the ejection port 18 side during foaming described above can be efficiently realized. Further, this positional relationship achieves not only a function and an effect on discharge, but also an effect that the flow resistance to the liquid flowing through the liquid flow path 10 can be reduced and the refill can be performed at a high speed even when the liquid is supplied. As shown in FIG. 5, when the meniscus M retracted by the discharge returns to the discharge port 18 by capillary force or when liquid is supplied to the defoaming, the liquid flow path 10 (the first liquid Channel 14, second
This is because the free end 32 and the fulcrum 33 are arranged so as not to go against the flows S 1 , S 2 , and S 3 flowing through the liquid flow path 16 (including the liquid flow path 16).
【0077】補足すれば、本形態図1においては、前述
のように可動部材31の自由端32が、発熱体2を上流
側領域と下流側領域とに2分する面積中心3(発熱体の
面積中心(中央)を通り液流路の長さ方向に直交する
線)より下流側の位置に対向するように発熱体2に対し
て延在している。これによって発熱体2の面積中心位置
3より下流側で発生する液体の吐出に大きく寄与する圧
力、又は気泡40を可動部材31が受け、この圧力及び
気泡40を吐出口18側に導くことができ、吐出効率や
吐出力を根本的に向上させることができる。Supplementally, in FIG. 1 of the present embodiment, as described above, the free end 32 of the movable member 31 is divided into the area center 3 (the heating element 2) that divides the heating element 2 into an upstream area and a downstream area. It extends with respect to the heating element 2 so as to face a position downstream of a line passing through the area center (center) and orthogonal to the length direction of the liquid flow path). As a result, the movable member 31 receives a pressure or a bubble 40 that greatly contributes to the discharge of the liquid generated downstream of the area center position 3 of the heating element 2, and the pressure and the bubble 40 can be guided to the discharge port 18 side. In addition, the discharge efficiency and the discharge force can be fundamentally improved.
【0078】さらに、加えて気泡40の上流側をも利用
して多くの効果を得ている。Further, many effects are obtained by utilizing the upstream side of the bubble 40 in addition.
【0079】また、本形態の構成においては可動部材3
1の自由端が瞬間的な機械的変位を行っていることも、
液体の吐出に対して有効に寄与している考えられる。In the configuration of the present embodiment, the movable member 3
The fact that the free end of 1 is performing instantaneous mechanical displacement,
It is considered that this effectively contributes to the ejection of the liquid.
【0080】(第2の実施の形態)図6は、本発明の第
2の実施の形態における液体吐出ヘッドの部分破断斜視
図である。(Second Embodiment) FIG. 6 is a partially cutaway perspective view of a liquid ejection head according to a second embodiment of the present invention.
【0081】図6において、Aは可動部材31が変位し
ている状態を示し(気泡は図示せず)、Bは可動部材3
1が初期位置(第1位置)の状態を示し、このBの状態
をもって、気泡発生領域11を吐出口18に対して実質
的に密閉しているとする(ここでは、図示していないが
A、B間には流路壁があり流路と流路を分離してい
る)。In FIG. 6, A shows a state where the movable member 31 is displaced (bubbles are not shown), and B shows a state where the movable member 31 is displaced.
Reference numeral 1 denotes a state of an initial position (first position). In the state of B, it is assumed that the bubble generation region 11 is substantially sealed with respect to the discharge port 18 (here, A is not shown). , B, there is a flow path wall separating the flow path and the flow path).
【0082】図6における可動部材31は土台34を側
部に2点設け、その間に液供給路12を設けている。こ
れにより、可動部材31の発熱体2側の面に沿って、ま
た、発熱体2の面と実質的に平坦もしくは、なだらかに
つながる面を持つ液供給路から液体の供給を成すことが
できる。The movable member 31 shown in FIG. 6 is provided with two bases 34 at the side portions, and the liquid supply path 12 is provided therebetween. Thus, liquid can be supplied along the surface of the movable member 31 on the side of the heating element 2 and from the liquid supply path having a surface that is substantially flat or smoothly connected to the surface of the heating element 2.
【0083】ここで、可動部材31の初期位置(第1位
置)では、可動部材31は発熱体2の下流側および横方
向に配された発熱体下流壁36と発熱体側壁37に近接
または密着しており、気泡発生領域11の吐出口18側
に実質的に密閉されている。このため、発泡時の気泡の
圧力、特に気泡の下流側の圧力を逃がさず可動部材31
の自由端側に集中的に作用させることができる。Here, at the initial position (first position) of the movable member 31, the movable member 31 is close to or close to the heating element downstream wall 36 and the heating element side wall 37 arranged downstream and laterally of the heating element 2. It is substantially sealed on the discharge port 18 side of the bubble generation region 11. Therefore, the pressure of the bubbles at the time of foaming, particularly the pressure on the downstream side of the bubbles, is not released and the movable member 31
Can be concentrated on the free end side.
【0084】また、消泡時には、可動部材31は第1位
置に戻り、発熱体2上への消泡時の液供給は気泡発生領
域11の吐出口18側が実質的に密閉状態になるため、
メニスカスの後退抑制等、先の実施の形態で説明した種
々の効果を得ることができる。また、リフィルに関する
効果においても先の実施の形態と同様の機能、効果を得
ることができる。Further, at the time of defoaming, the movable member 31 returns to the first position, and the liquid is supplied to the heating element 2 at the time of defoaming since the discharge port 18 side of the bubble generation region 11 is substantially closed.
Various effects described in the above embodiment, such as suppression of meniscus retraction, can be obtained. In addition, the same function and effect as those of the above embodiment can be obtained in the effect regarding the refill.
【0085】また、本形態においては、図2や図6のよ
うに、可動部材31を支持固定する土台34を発熱体2
より離れた上流に設けると共に液流路10より、小さな
幅の土台34とすることで前述のような液供給路12へ
の液体の供給を行っている。また、土台34の形状のこ
れに限らず、リフィルをスムースに行えるものであれば
よい。In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 6, the base 34 for supporting and fixing the movable member 31 is
The liquid is supplied to the liquid supply path 12 as described above by providing a base 34 having a smaller width than the liquid flow path 10, provided further upstream. Further, the shape of the base 34 is not limited to this, and any shape can be used as long as the refill can be performed smoothly.
【0086】なお、本形態においては可動部材31と発
熱体2の間隔を15μm程度としたが、気泡の発生に基
づく圧力が十分に可動部材に伝わる範囲であればよい。In the present embodiment, the distance between the movable member 31 and the heating element 2 is set to about 15 μm, but may be any range as long as the pressure based on the generation of bubbles is sufficiently transmitted to the movable member.
【0087】(第3の実施の形態)図7は、本発明の第
3の実施の形態における液体吐出ヘッドの部分破断斜視
図である。(Third Embodiment) FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of a liquid discharge head according to a third embodiment of the present invention.
【0088】図7は、一つの液流路中に気泡発生領域、
そこで発生する気泡および可動部材31との位置関係を
示していると共に、本発明の液体吐出方法やリフィル方
法をより分かり易くした図である。FIG. 7 shows a bubble generation region in one liquid flow path.
FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between bubbles generated therein and a movable member 31 and further clarifying a liquid discharging method and a refilling method of the present invention.
【0089】前述の実施の形態の多くは、可動部材31
の自由端に対して、発生する気泡の圧力を集中して、急
峻な可動部材31の移動と同時に気泡の移動を吐出口1
8側に集中させることを達成している。In many of the above-described embodiments, the movable member 31
The pressure of the generated bubble is concentrated on the free end of the discharge port 1 and the movement of the bubble is simultaneously performed with the steep movement of the movable member 31.
Achieving concentration on the 8 side has been achieved.
【0090】これに対して、本形態は、発生する気泡の
自由度を与えながら、滴吐出に直接作用する気泡の吐出
口18側である気泡の下流側部分を可動部材31の自由
端側で規制するものである。On the other hand, in the present embodiment, the downstream portion of the bubble, which is the bubble discharge port 18 side which directly acts on the droplet discharge, is provided at the free end side of the movable member 31 while giving the degree of freedom of the generated bubble. It regulates.
【0091】構成上で説明すると、図7では、前述の図
2(第1の実施の形態)に比較すると、図2の素子基板
1上に設けられた気泡発生領域の下流端に位置するバリ
ヤーとしての凸部(図の斜線部分)が本形態では設けら
れていない。つまり、可動部材31の自由端領域および
両側端領域は、吐出口領域に対して気泡発生領域を実質
的に密閉せずに開放しており、この構成が本形態であ
る。To explain the structure, FIG. 7 shows a barrier located at the downstream end of the bubble generation area provided on the element substrate 1 of FIG. Is not provided in the present embodiment. That is, the free end region and the both end regions of the movable member 31 are opened without substantially closing the bubble generation region with respect to the discharge port region, and this configuration is the present embodiment.
【0092】本形態では、気泡の液滴吐出に直接作用す
る下流側部分のうち、下流側先端部の気泡成長が許容さ
れているので、その圧力成分を吐出に有効に利用してい
る。加えて少なくともこの下流側部分の上方へ向かう圧
力(図3のV2,V3,V4の分力)を可動部材31の自
由端側部分が、この下流側先端部の気泡成長に加えられ
るように作用するため吐出効率を上述した実施の形態と
同様に向上する。前記実施の形態に比較して本形態は、
発熱体2の駆動に対する応答性が優れている。In the present embodiment, since the bubble growth at the downstream end portion of the downstream portion directly acting on the droplet discharge of the bubble is allowed, the pressure component is effectively used for the discharge. In addition, at least the upward pressure (the component force of V 2 , V 3 and V 4 in FIG. 3) of the downstream portion is applied to the free end portion of the movable member 31 to the bubble growth at the downstream end portion. Therefore, the discharge efficiency is improved in the same manner as in the above-described embodiment. Compared to the above embodiment, this embodiment is
The response to the driving of the heating element 2 is excellent.
【0093】また、本形態は、構造上簡単であるため製
造上の利点がある。This embodiment has a manufacturing advantage because it is simple in structure.
【0094】本形態施例の可動部材31の支点部は、可
動部材31の面部に対して小さい幅の1つの土台34に
固定されている。従って、消泡時の気泡発生領域11へ
の液体供給は、この土台の両側を通って供給される(図
の矢印参照)。この土台は供給性を確保するものであれ
ばどのような構造でもよい。The fulcrum of the movable member 31 of this embodiment is fixed to one base 34 having a small width with respect to the surface of the movable member 31. Therefore, the liquid is supplied to the bubble generation region 11 at the time of defoaming through both sides of the base (see arrows in the figure). This base may have any structure as long as it secures supply.
【0095】液体の供給時におけるリフィルは、本形態
の場合には、可動部材31の存在によって気泡の消泡に
ともなって上方から気泡発生領域へ流れ込む流れが制御
されるので、従来の発熱体のみの気泡発生構造に対して
優れたものとなる。無論、これによって、メニスカスの
後退量を減じることもできる。In the case of the present embodiment, the refilling at the time of supplying the liquid is controlled by the presence of the movable member 31 so that the flow into the bubble generation region from above is controlled by the defoaming of the bubbles. This is excellent for the bubble generation structure of the above. Of course, this can also reduce the amount of meniscus retraction.
【0096】本形態の変形例としては、可動部材31の
自由端に対する両側端(一方でも可)のみを気泡発生領
域11に対して実質的に密閉状態とすることは好ましい
ものとして挙げられる。この構成によれば、可動部材3
1の側方へ向かう圧力をも先に説明した気泡の吐出口1
8側端部の成長に変更して利用することができるので、
一層吐出効率が向上する。As a modification of the present embodiment, it is preferable that only the both ends (one or both sides) of the movable member 31 with respect to the free end be substantially sealed with respect to the bubble generation region 11. According to this configuration, the movable member 3
The bubble discharge port 1 described above also describes the pressure toward the side 1
Because it can be used by changing to the growth of the 8 side end,
The ejection efficiency is further improved.
【0097】(第4の実施の形態)前述した機械的変位
による液体の吐出力をさらに向上させた例を、本形態で
説明する。(Fourth Embodiment) An example in which the ejection force of the liquid due to the mechanical displacement described above is further improved will be described in this embodiment.
【0098】図8は、本発明の第4の実施の形態におけ
る液体吐出ヘッドの断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a liquid discharge head according to the fourth embodiment of the present invention.
【0099】図8においては、可動部材31の自由端3
2の位置が発熱体2のさらに下流側に位置するように、
可動部材31が延在している。これによって自由端32
位置での可動部材31の変位速度を高くすることがで
き、可動部材31の変位による吐出力の発生をさらに向
上させることができる。In FIG. 8, the free end 3 of the movable member 31
2 is located further downstream of the heating element 2,
The movable member 31 extends. This allows the free end 32
The displacement speed of the movable member 31 at the position can be increased, and the generation of the ejection force due to the displacement of the movable member 31 can be further improved.
【0100】また、自由端32が先の実施の形態に比較
して吐出口18側に近づくことになるので気泡40の成
長をより安定した方向成分に集中できるので、より優れ
た吐出を行うことができる。Further, since the free end 32 is closer to the ejection port 18 side than in the previous embodiment, the growth of the bubble 40 can be concentrated on a more stable directional component, so that more excellent ejection can be performed. Can be.
【0101】また、気泡40の圧力中心部の気泡成長速
度に応じて、可動部材31は変位速度R1で変位する
が、この位置より支点33に対して、遠い位置の自由端
32はさらに速い速度R2で変位する。これにより、自
由端32を高い速度で機械的に液体に作用せしめ液移動
を起こさせることで吐出効率を高めている。The movable member 31 is displaced at a displacement speed R1 in accordance with the bubble growth speed at the pressure center of the bubble 40. The free end 32 farther from the fulcrum 33 than this position has a higher speed. Displaced at R2. As a result, the free end 32 is mechanically acted on the liquid at a high speed to cause the liquid to move, thereby increasing the discharge efficiency.
【0102】また、自由端形状は、図7と同じように液
流れに対して垂直な形状をすることにより、気泡40の
圧力や可動部材31の機械的な作用をより効率的に吐出
に寄与させることができる。Further, the free end shape has a shape perpendicular to the liquid flow as in FIG. 7, so that the pressure of the bubbles 40 and the mechanical action of the movable member 31 contribute to the discharge more efficiently. Can be done.
【0103】(第5の実施の形態)図9は、本発明の第
5の実施の形態における液体吐出ヘッドの模式断面図で
ある。(Fifth Embodiment) FIG. 9 is a schematic sectional view of a liquid ejection head according to a fifth embodiment of the present invention.
【0104】本形態の構造は先の実施の形態と異なり、
吐出口18と直接連通する領域は液室側と連通した流路
形状となっておらず、構造の簡略化が図れるものであ
る。The structure of this embodiment is different from that of the previous embodiment.
The area directly communicating with the discharge port 18 does not have a flow path shape communicating with the liquid chamber side, so that the structure can be simplified.
【0105】液供給は全て、可動部材31の発泡領域側
の面に沿った液供給路12からのみ行われるもので、可
動部材31の自由端32や支点33の吐出口18に対す
る位置関係や発熱体2に面する構成は前述の実施の形態
と同様である。All of the liquid supply is performed only from the liquid supply passage 12 along the surface of the movable member 31 on the foaming region side, and the positional relationship between the free end 32 of the movable member 31 and the fulcrum 33 with respect to the discharge port 18 and the heat generation The structure facing the body 2 is the same as in the above-described embodiment.
【0106】本形態は、吐出効率や液供給性等、前述し
た効果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
供給を消泡時の圧力を利用して、強制リフィルを行うも
のである。The present embodiment realizes the above-described effects such as the discharge efficiency and the liquid supply property. In particular, almost all the liquid supply is performed by suppressing the meniscus retreat and utilizing the pressure at the time of defoaming. Forcible refilling is performed using the pressure at the time of defoaming.
【0107】図9(a)は、発熱体2により液体を発泡
させた状態を示しており、図9(b)は、前記発泡が収
縮しつつある状態で、このとき可動部材31の初期位置
への復帰とS3による液供給が行われる。FIG. 9A shows a state in which the liquid is foamed by the heating element 2, and FIG. 9B shows a state in which the foaming is contracting. liquid supply by is performed restored and S 3 to.
【0108】図9(c)では、可動部材31が、初期部
材が初期位置に復帰する際のわずかなメニスカス後退M
を、消泡後に吐出口18付近の毛細管力によって、リフ
ィルしている状態である。In FIG. 9C, the movable member 31 has a slight meniscus retreat M when the initial member returns to the initial position.
Is in a state of being refilled by the capillary force near the discharge port 18 after defoaming.
【0109】(第6の実施の形態)本形態においても主
たる液体の吐出原理については先の実施の形態と同じで
あるが、本形態においては、液流路を複流路構成にする
ことで、さらに熱を加えることで発泡させる液体(発泡
液)と、主として吐出される液体(吐出液)とを分ける
ことができるものである。(Sixth Embodiment) In this embodiment, the principle of the main liquid ejection is the same as that of the previous embodiment. However, in this embodiment, the liquid flow path has a double flow path configuration. Further, the liquid (foaming liquid) to be foamed by applying heat can be separated from the liquid (ejected liquid) mainly discharged.
【0110】図10は、本発明の第6の実施の形態にお
ける液体吐出ヘッドの断面図であり、図11は、本発明
の第6の実施の形態における液体吐出ヘッドの部分破断
斜視図である。FIG. 10 is a sectional view of a liquid discharge head according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a partially broken perspective view of the liquid discharge head according to the sixth embodiment of the present invention. .
【0111】本形態の液体吐出ヘッドは、液体に気泡を
発生させるための熱エネルギーを与える発熱体2が設け
られた素子基板1上に、発泡用の第2液流路16があ
り、その上に吐出口18に直接連通した吐出液用の第1
液流路14が配されている。In the liquid discharge head of this embodiment, a second liquid flow path 16 for bubbling is provided on the element substrate 1 on which the heating element 2 for applying thermal energy for generating bubbles in the liquid is provided. For the discharge liquid directly connected to the discharge port 18
A liquid flow path 14 is provided.
【0112】第1液流路14の上流側は、複数の第1液
流路14に吐出液を供給するための第1共通液室15に
連通しており、第2液流路16の上流側は、複数の第2
液流路16に発泡液を供給するための第2共通液室17
に連通している。The upstream side of the first liquid flow path 14 communicates with a first common liquid chamber 15 for supplying a discharge liquid to the plurality of first liquid flow paths 14, and the upstream side of the second liquid flow path 16. The side has multiple second
Second common liquid chamber 17 for supplying foaming liquid to liquid flow path 16
Is in communication with
【0113】但し、発泡液と吐出液を同じ液体とする場
合には、共通液室を一つにして共通化させてもよい。However, when the same liquid is used as the foaming liquid and the discharge liquid, the common liquid chamber may be made one and shared.
【0114】第1と第2の液流路の間には、金属等の弾
性を有する材料で構成された分離壁30が配されてお
り、第1液流路14と第2液流路16とを区分してい
る。なお、発泡液と吐出液とができる限り混ざり合わな
い方がよい液体の場合には、この分離壁30によって、
できる限り完全に第1液流路14と第2液流路16の液
体の流通を分離した方がよいが、発泡液と吐出液とがあ
る程度混ざり合っても、問題がない場合には、分離壁3
0に完全分離の機能を持たせなくてもよい。A separation wall 30 made of an elastic material such as metal is provided between the first and second liquid flow paths, and the first and second liquid flow paths 14 and 16 are separated from each other. And are divided. In the case where the foaming liquid and the discharge liquid are liquids that should not be mixed as much as possible, this separation wall 30
It is better to completely separate the flow of the liquid between the first liquid flow path 14 and the second liquid flow path 16 as much as possible. However, if there is no problem even if the foaming liquid and the discharge liquid are mixed to some extent, Wall 3
0 does not have to have the function of complete separation.
【0115】発熱体2の面方向上方への投影空間(以
下、吐出圧発生領域という;図10中のAの領域とBの
気泡発生領域11)に位置する部分の分離壁30は、ス
リット35によって吐出口18側(液体の流れの下流
側)が自由端で、共通液室(15,17)側に支点33
が位置する片持梁形状の可動部材31となっている。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液流路14
側の吐出口18側に向けて開口するように動作する(図
中矢印方向)。図11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。The separation wall 30 located in the projection space above the heating element 2 in the plane direction (hereinafter, referred to as a discharge pressure generation area; the area A in FIG. 10 and the bubble generation area 11 in FIG. As a result, the discharge port 18 side (downstream side of the liquid flow) is a free end and the common liquid chamber (15, 17) side has a fulcrum 33
Are located on the movable member 31 having a cantilever shape. Since the movable member 31 is disposed so as to face the bubble generation region 11 (B), the first liquid flow path 14 is formed by foaming of the foaming liquid.
It operates so that it may open toward the discharge port 18 side (arrow direction in the figure). In FIG. 11 as well, a second liquid flow path 16 is formed on the element substrate 1 on which the heating resistor as the heating element 2 and the wiring electrode 5 for applying an electric signal to the heating resistor are arranged. Separation wall 30 is arranged via a space to be formed.
【0116】可動部材31の支点33、自由端32の配
置と、発熱体2との配置の関係については、先の実施の
形態と同様にしている。The relationship between the arrangement of the fulcrum 33 and the free end 32 of the movable member 31 and the arrangement of the heating element 2 is the same as in the previous embodiment.
【0117】また、先の実施の形態で液供給路12と発
熱体2との構造の関係について説明したが、本形態にお
いても第2液流路16と発熱体2との構造の関係を同じ
くしている。Although the structure of the liquid supply path 12 and the heating element 2 has been described in the previous embodiment, the structure of the second liquid flow path 16 and the heating element 2 is the same in the present embodiment. doing.
【0118】次に、本形態の液体吐出ヘッドの動作につ
いて説明する。Next, the operation of the liquid ejection head of the present embodiment will be described.
【0119】図12は、可動部材の動作を説明するため
の図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the movable member.
【0120】ヘッドを駆動させるにあたっては、第1液
流路14に供給される吐出液と第2の液流路16に供給
される発泡液として同じ水系のインクを用いて動作させ
た。In driving the head, the same aqueous ink was used as the discharge liquid supplied to the first liquid flow path 14 and the foaming liquid supplied to the second liquid flow path 16.
【0121】発熱体2が発生した熱が、第2液流路16
の気泡発生領域内の発泡液に作用することで、先の実施
の形態で説明したのと同様に発泡液に米国特許4,72
3,129号公報に記載されているような膜沸騰現象に
基づく気泡40を発生させる。The heat generated by the heating element 2 is transferred to the second liquid flow path 16
By acting on the foaming liquid in the bubble generation region, the foaming liquid is added to the foaming liquid in the same manner as described in the previous embodiment.
A bubble 40 is generated based on a film boiling phenomenon as described in Japanese Patent No. 3,129.
【0122】本形態においては、気泡発生領域11の上
流側を除く、3方からの発泡圧の逃げがないため、この
気泡発生にともなう圧力が吐出圧発生部に配された可動
部材31側に集中して伝搬し、気泡40の成長をともな
って可動部材31が図12(a)の状態から図12
(b)のように第1液流路14側に変位する。この可動
部材31の動作によって第1液流路14と第2液流路1
6とが大きく連通し、気泡40の発生に基づく圧力が第
1液流路14の吐出口側の方向(A方向)に主に伝わ
る。この圧力の伝搬と、前述のような可動部材31の機
械的変位によって液体が吐出口から吐出される。In this embodiment, there is no escape of the foaming pressure from the three sides except for the upstream side of the bubble generation area 11, so that the pressure accompanying the bubble generation is applied to the movable member 31 arranged in the discharge pressure generating section. The movable member 31 propagates from the state of FIG.
As shown in (b), it is displaced to the first liquid flow path 14 side. The operation of the movable member 31 causes the first liquid flow path 14 and the second liquid flow path 1
6 communicates largely with each other, and the pressure based on the generation of the bubbles 40 is mainly transmitted in the direction (A direction) on the discharge port side of the first liquid flow path 14. The liquid is discharged from the discharge port by the propagation of the pressure and the mechanical displacement of the movable member 31 as described above.
【0123】次に、気泡が収縮するに伴って可動部材3
1が図12(a)の位置まで戻ると共に、第1液流路1
4では吐出された吐出液体の量に見合う量の吐出液体が
上流側から供給される。本形態においても、この吐出液
体の供給は前述の実施の形態と同様に、可動部材31が
閉じる方向であるため、吐出液体のリフィルを可動部材
31で妨げることがない。Next, as the bubbles shrink, the movable member 3
1 returns to the position shown in FIG.
In 4, the amount of the discharged liquid corresponding to the amount of the discharged liquid is supplied from the upstream side. Also in the present embodiment, the supply of the discharge liquid is in the direction in which the movable member 31 is closed, similarly to the above-described embodiment, so that the refill of the discharge liquid is not hindered by the movable member 31.
【0124】本形態は、可動部材31の変位に伴う発泡
圧力の伝搬、気泡の成長方向、バック波の防止等に関す
る主要部分の作用や効果については先の第1の実施の形
態等と同じであるが、本形態のような2流路構成をとる
ことによって、さらに次のような長所がある。This embodiment is the same as the first embodiment with respect to the operation and effects of the main parts relating to the propagation of the foaming pressure due to the displacement of the movable member 31, the growth direction of the bubbles, the prevention of back waves, and the like. However, adopting the two-channel configuration as in the present embodiment has the following advantages.
【0125】すなわち、上述の形態の構成によると、吐
出液と発泡液とを別液体とし、発泡液の発泡で生じた圧
力によって吐出液を吐出することができる。このため従
来、熱を加えても発泡が十分に行われにくく吐出力が不
十分であったポリエチレングリコール等の高粘度の液体
であっても、この液体を第1の液流路に供給し、発泡液
に発泡が良好に行われる液体(エタノール:水=4:6
の混合液1〜2cP程度等)や低沸点の液体を第2の液
流路16に供給することで良好に吐出させることができ
る。That is, according to the configuration of the above-described embodiment, the discharge liquid and the foaming liquid can be made different liquids, and the discharge liquid can be discharged by the pressure generated by the foaming of the foaming liquid. For this reason, conventionally, even if it is a high-viscosity liquid such as polyethylene glycol, which has been insufficiently foamed even when heat is applied and discharge power is insufficient, this liquid is supplied to the first liquid flow path, Liquid that foams well in the foaming liquid (ethanol: water = 4: 6)
The liquid can be satisfactorily discharged by supplying a liquid having a low boiling point to the second liquid flow path 16.
【0126】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。Further, by selecting a liquid that does not generate deposits such as kogation on the surface of the heating element even if it receives heat as the foaming liquid, foaming can be stabilized and good ejection can be performed.
【0127】さらに、本発明のヘッドの構造においては
先の実施の形態で説明したような効果をも生じるため、
さらに高吐出効率、高吐出力で高粘性液体等の液体を吐
出することができる。Further, in the structure of the head according to the present invention, the effects as described in the previous embodiment are also produced.
Further, a liquid such as a highly viscous liquid can be discharged with high discharge efficiency and high discharge force.
【0128】また、加熱に弱い液体の場合においてもこ
の液体を第1の液流路14に吐出液として供給し、第2
の液流路16で熱的に変質しにくく良好に発泡を生じる
液体を供給すれば、加熱に弱い液体に熱的な害を与える
ことなく、しかも上述のように高吐出効率、高吐出力で
吐出することができる。Even in the case of a liquid weak to heating, this liquid is supplied to the first liquid flow path 14 as a discharge liquid,
By supplying a liquid that is hard to thermally degenerate and favorably foams in the liquid flow path 16, it does not cause thermal harm to the liquid that is vulnerable to heating, and has high discharge efficiency and high discharge force as described above. Can be ejected.
【0129】(その他の実施の形態)以上、本発明の液
体吐出ヘッドや液体吐出方法の要部の実施の形態につい
て説明を行ったが、以下に、これらの実施の形態に好ま
しく適用できる実施態様例について図面を用いて説明す
る。但し、以下の説明においては前述の1流路形態の実
施の形態と2流路形態の実施の形態のいずれかを取り上
げて説明する場合があるが特に記載しない限り、両形態
に適用しうるものである。(Other Embodiments) The embodiments of the main part of the liquid ejection head and the liquid ejection method of the present invention have been described above. The following is an embodiment preferably applicable to these embodiments. An example will be described with reference to the drawings. However, in the following description, there is a case where either one of the above-described embodiment of the one-passage form and the embodiment of the two-passage form is taken up and described, but it is applicable to both forms unless otherwise specified. It is.
【0130】<液流路の天井形状>図13は、可動部材
と第1液流路の構造を説明するための図である。<Ceiling Shape of Liquid Flow Path> FIG. 13 is a view for explaining the structure of the movable member and the first liquid flow path.
【0131】図13に示すように、第1液流路13(若
しくは図1における液流路10)を構成するための溝が
設けられた溝付き部材50が分離壁30上に設けられて
いる。本形態においては、可動部材の自由端32位置近
傍の流路天井の高さが高くなっており、可動部材の動作
角度θをより大きく取れるようにしている。この可動部
材の動作範囲は、液流路の構造、可動部材の耐久性や発
泡力等を考慮して決定すればよいが、吐出口の軸方向の
角度を含む角度まで動作することが望ましいと考えられ
る。As shown in FIG. 13, a grooved member 50 provided with a groove for forming the first liquid flow path 13 (or the liquid flow path 10 in FIG. 1) is provided on the separation wall 30. . In this embodiment, the height of the flow path ceiling near the position of the free end 32 of the movable member is increased, so that the operating angle θ of the movable member can be increased. The operation range of the movable member may be determined in consideration of the structure of the liquid flow path, durability and bubbling force of the movable member, but it is desirable that the movable member be operated up to an angle including the angle in the axial direction of the discharge port. Conceivable.
【0132】また、この図で示されるように吐出口の直
径より可動部材の自由端の変位高さを高くすることで、
より十分な吐出力の伝達が成される。また、この図で示
されるように、可動部材の自由端32位置の液流路天井
の高さより可動部材の支点33位置の液流路天井の高さ
の方が低くなっているため、可動部材の変位よる上流側
への圧力波の逃げがさらに有効に防止できる。Further, as shown in this figure, by making the displacement height of the free end of the movable member higher than the diameter of the discharge port,
A more sufficient transmission of the discharge force is achieved. As shown in this figure, the height of the liquid flow path ceiling at the fulcrum 33 of the movable member is lower than the height of the liquid flow path ceiling at the free end 32 of the movable member. The escape of the pressure wave to the upstream side due to the displacement can be more effectively prevented.
【0133】<第2液流路と可動部材との配置関係>図
14は、可動部材と液流路の構造を説明するための図で
あり、(a)は分離壁30及び可動部材31近傍を上方
から見た図、(b)は分離壁30を外した第2液流路1
6を上方から見た図、(c)は可動部材6と第2液流路
16との配置関係をこれらの各要素を重ねることで模式
的に示した図である。なお、いずれの図も図面下方が吐
出口が配されている前面側である。<Arrangement Relationship between Second Liquid Flow Path and Movable Member> FIGS. 14A and 14B are diagrams for explaining the structure of the movable member and the liquid flow path. FIG. (B) is a view of the second liquid flow path 1 from which the separation wall 30 has been removed.
FIG. 6C is a diagram showing the arrangement relationship between the movable member 6 and the second liquid flow path 16 by overlapping these elements, and FIG. In each of the figures, the lower part of the drawing is the front side where the discharge ports are arranged.
【0134】本形態の第2の液流路16は発熱体2の上
流側(ここでの上流側とは第2共通液室側から発熱体位
置、可動部材、第1流路を経て吐出口に向う大きな流れ
の中の上流側のことである)に狭窄部19を持ってお
り、発泡時の圧力が第2液流路16の上流側に容易に逃
げることを抑制するような室(発泡室)構造となってい
る。The second liquid flow path 16 of the present embodiment is located on the upstream side of the heating element 2 (where the upstream side is the discharge port via the heating element position, the movable member, and the first flow path from the second common liquid chamber side). A chamber (foaming) which has a constricted portion 19 at the upstream side of a large flow toward the air flow to suppress the pressure at the time of foaming from easily escaping to the upstream side of the second liquid flow path 16. Room) structure.
【0135】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。As in the conventional head, the flow path for bubbling and the flow path for discharging the liquid are the same, and a constricted portion is formed so that the pressure generated on the liquid chamber side from the heating element does not escape to the common liquid chamber side. In the case of the head provided with the above, it is necessary to adopt a configuration in which the cross-sectional area of the flow path in the constricted portion does not become so small in consideration of liquid refilling.
【0136】しかし、本形態の場合、吐出される液体の
多くを第1液流路内の吐出液とすることができ、発熱体
が設けられた第2液流路内の発泡液はあまり消費されな
いようにできるため、第2液流路の気泡発生領域11へ
の発泡液の充填量は少なくて良い。従って、上述の狭窄
部19における間隔を数μm〜十数μmと非常に狭くで
きるため、第2液流路で発生した発泡時の圧力をあまり
周囲に逃がすことをさらに抑制でき、集中して可動部材
側に向けることができる。そしてこの圧力を可動部材3
1を介して吐出力として利用することができるため、よ
り高い吐出効率、吐出力を達成することができる。た
だ、第1液流路16の形状は上述の構造に限られるもの
ではなく、気泡発生に伴う圧力が効果的に可動部材側に
伝えられる形状であれば良い。However, in the case of this embodiment, most of the liquid to be discharged can be used as the discharge liquid in the first liquid flow path, and the foaming liquid in the second liquid flow path provided with the heating element is not much consumed. Therefore, the filling amount of the foaming liquid in the bubble generation region 11 of the second liquid flow path may be small. Therefore, since the interval in the constricted portion 19 can be made very small, that is, several μm to several tens of μm, it is possible to further suppress the pressure at the time of foaming generated in the second liquid flow path from being released too much to the surroundings, and to concentrate and move. It can be turned to the member side. This pressure is applied to the movable member 3
1 can be used as the discharge force, so that higher discharge efficiency and discharge force can be achieved. However, the shape of the first liquid flow path 16 is not limited to the above-described structure, and may be any shape as long as the pressure accompanying the generation of bubbles can be effectively transmitted to the movable member side.
【0137】なお、図14(c)で示されるように、可
動部材31の側方は、第2液流路を構成する壁の一部を
覆っており、このことで、可動部材31の第2液流路へ
の落ち込みが防止できる。これによって、前述した吐出
液と発泡液との分離性をさらに高めることができる。ま
た、気泡のスリットからの逃げの抑制ができるため、さ
らに吐出圧や吐出効率を高めることができる。さらに、
前述の消泡時の圧力による上流側からのリフィルの効果
を高めることができる。As shown in FIG. 14 (c), the side of the movable member 31 covers a part of the wall constituting the second liquid flow path. Falling into the two-liquid channel can be prevented. This can further enhance the separability between the ejection liquid and the foaming liquid described above. In addition, since the escape of bubbles from the slits can be suppressed, the discharge pressure and the discharge efficiency can be further increased. further,
The effect of the refill from the upstream side by the pressure at the time of the defoaming can be enhanced.
【0138】なお、図12(b)や図13においては、
可動部材6の第1の液流路14側への変位に伴って第2
の液流路4の気泡発生領域で発生した気泡の一部が第1
の液流路14側に延在しているが、この様に気泡が延在
するような第2流路の高さにすることで、気泡が延在し
ない場合に比べ更に吐出力を向上させることができる。
この様に気泡が第1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〜30μ
mとすることが望ましい。なお、本形態においてはこの
高さを15μmとした。In FIGS. 12B and 13,
With the displacement of the movable member 6 toward the first liquid flow path 14, the second
Some of the bubbles generated in the bubble generation region of the liquid flow path 4
However, by setting the height of the second flow path such that the bubbles extend, the ejection force can be further improved as compared with the case where the bubbles do not extend. be able to.
In order for the bubbles to extend into the first liquid flow path 14 in this manner, it is desirable that the height of the second liquid flow path 16 be lower than the height of the maximum bubble. μm to 30μ
m is desirable. In this embodiment, the height is set to 15 μm.
【0139】<可動部材および分離壁>図15は、可動
部材の他の形状を説明するための図であり、(a)は長
方形の形状を示す図、(b)は支点側が細くなっている
形状で可動部材の動作が容易な形状を示す図、(c)は
支点側が広くなっており、可動部材の耐久性が向上する
形状を示す図である。<Movable Member and Separation Wall> FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining another shape of the movable member. FIG. 15A is a diagram showing a rectangular shape, and FIG. FIG. 7C is a diagram showing a shape in which the movable member can easily operate, and FIG. 7C is a diagram showing a shape in which the fulcrum side is wide and the durability of the movable member is improved.
【0140】図15において、35は、分離壁に設けら
れたスリットであり、このスリットによって、可動部材
31が形成されている。動作の容易性と耐久性が良好な
形状として、図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。In FIG. 15, reference numeral 35 denotes a slit provided on the separation wall, and the movable member 31 is formed by the slit. As shown in FIG. 14A, it is desirable that the shape on the fulcrum side is narrowed in an arc shape, as shown in FIG. Any shape may be used as long as it has a shape that can be easily operated without entering the flow path side and has excellent durability.
【0141】先の実施の形態においては、板状可動部材
31をおよびこの可動部材を有する分離壁5は厚さ5μ
mのニッケルで構成したが、これに限られることなく可
動部材、分離壁を構成する材質としては発泡液と吐出液
に対して耐溶剤性があり、可動部材として良好に動作す
るための弾性を有し、微細なスリットが形成できるもの
であればよい。In the above embodiment, the plate-shaped movable member 31 and the separation wall 5 having this movable member have a thickness of 5 μm.
However, the material of the movable member and the separation wall is not limited to this, and has a solvent resistance to the foaming liquid and the discharge liquid, and has elasticity to operate well as the movable member. What is necessary is just to be able to form a fine slit.
【0142】可動部材の材料としては、耐久性の高い、
銀、ニッケル、金、鉄、チタン、アルミニュウム、白
金、タンタル、ステンレス、りん青銅等の金属、および
その合金、または、アクリロニトリル、ブタジエン、ス
チレン等のニトリル基を有する樹脂、ポリアミド等のア
ミド基を有する樹脂、ポリカーボネイト等のカルボキシ
ル基を有する樹脂、ポリアセタール等のアルデヒド基を
持つ樹脂、ポリサルフォン等のスルホン基を持つ樹脂、
そのほか液晶ポリマー等の樹脂およびその化合物、耐イ
ンク性の高い、金、タングステン、タンタル、ニッケ
ル、ステンレス、チタン等の金属、これらの合金および
耐インク性に関してはこれらを表面にコーティングした
もの若しくは、ポリアミド等のアミド基を有する樹脂、
ポリアセタール等のアルデヒド基を持つ樹脂、ポリエー
テルエーテルケトン等のケトン基を有する樹脂、ポリイ
ミド等のイミド基を有する樹脂、フェノール樹脂等の水
酸基を有する樹脂、ポリエチレン等のエチル基を有する
樹脂、ポリプロピレン等のアルキル基を持つ樹脂、エポ
キシ樹脂等のエポキシ基を持つ樹脂、メラミン樹脂等の
アミノ基を持つ樹脂、キシレン樹脂等のメチロール基を
持つ樹脂およびその化合物、さらに二酸化珪素等のセラ
ミックおよびその化合物が望ましい。As the material of the movable member, high durability
Metals such as silver, nickel, gold, iron, titanium, aluminum, platinum, tantalum, stainless steel, phosphor bronze, and alloys thereof, or resins having a nitrile group such as acrylonitrile, butadiene, styrene, and amide groups such as polyamide Resin, resin having a carboxyl group such as polycarbonate, resin having an aldehyde group such as polyacetal, resin having a sulfone group such as polysulfone,
In addition, resins and compounds such as liquid crystal polymers, highly ink-resistant metals such as gold, tungsten, tantalum, nickel, stainless steel, titanium, alloys of these and those with ink resistance coated on the surface or polyamide A resin having an amide group such as
Resins having an aldehyde group such as polyacetal, resins having a ketone group such as polyetheretherketone, resins having an imide group such as polyimide, resins having a hydroxyl group such as a phenol resin, resins having an ethyl group such as polyethylene, polypropylene, etc. A resin having an alkyl group, a resin having an epoxy group such as an epoxy resin, a resin having an amino group such as a melamine resin, a resin having a methylol group such as a xylene resin and its compound, and a ceramic such as silicon dioxide and its compound. desirable.
【0143】分離壁の材質としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレー
ト、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リブタジエン、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリ
イミド、ポリサルフォン、液晶ポリマー(LCP)等の
近年のエンジニアリングプラスチックに代表される耐熱
性、耐溶剤性、成型性の良好な樹脂、およびその化合
物、もしくは、二酸化珪素、チッ化珪素、ニッケル、
金、ステンレス等の金属、合金およびその化合物、もし
くは表面にチタンや金をコーティングしたものが望まし
い。Examples of the material of the separation wall include polyethylene, polypropylene, polyamide, polyethylene terephthalate, melamine resin, phenol resin, epoxy resin, polybutadiene, polyurethane, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, polysulfone, and liquid crystal. A resin having good heat resistance, solvent resistance and moldability represented by recent engineering plastics such as polymer (LCP) and its compound, or silicon dioxide, silicon nitride, nickel,
Metals such as gold and stainless steel, alloys and their compounds, or those whose surfaces are coated with titanium or gold are desirable.
【0144】また、分離壁の厚さは、分離壁としての強
度を達成でき、可動部材として良好に動作するという観
点からその材質と形状等を考慮して決定すればよいが、
0.5μm〜10μm程度が望ましい。The thickness of the separation wall may be determined in consideration of its material and shape from the viewpoint that the strength as the separation wall can be achieved and the movable member operates well.
A thickness of about 0.5 to 10 μm is desirable.
【0145】なお、可動部材31を形成するためのスリ
ット35の幅は本実施例では2μmとしたが、発泡液と
吐出液とが異なる液体であり、両液体の混液を防止した
い場合は、スリット幅を両者の液体間でメニスカスを形
成する程度の間隔とし、夫々の液体同士の流通を抑制す
ればよい。例えば、発泡液として2cp(センチポア
ズ)程度の液体を用い、吐出液として100cp以上の
液体を用いた場合には、5μm程度のスリットでも混液
を防止することができるが、3μm以下にすることが望
ましい。The width of the slit 35 for forming the movable member 31 is 2 μm in the present embodiment. However, if the foaming liquid and the discharge liquid are different liquids and it is desired to prevent the mixture of the two liquids, the slit is used. The width may be set so as to form a meniscus between the two liquids, and the flow of each liquid may be suppressed. For example, when a liquid of about 2 cp (centipoise) is used as the foaming liquid and a liquid of 100 cp or more is used as the ejection liquid, the liquid mixture can be prevented even with a slit of about 5 μm, but it is preferably 3 μm or less. .
【0146】本発明における可動部材としてはμmオー
ダーの厚さ(tμm)を対象としており、cmオーダー
の厚さの可動部材は意図していない。μmオーダーの厚
さの可動部材にとって、μmオーダーのスリット幅(W
μm)を対象とする場合、製造のバラツキをある程度考
慮することが望ましい。The movable member in the present invention has a thickness of the order of μm (t μm), and a movable member having a thickness of the order of cm is not intended. For a movable member having a thickness on the order of μm, a slit width (W
μm), it is desirable to consider the manufacturing variation to some extent.
【0147】スリットを形成する可動部材の自由端ある
いは/且つ側端に対向する部材の厚みが可動部材の厚み
と同等の場合(図12,図13等)、スリット幅と厚み
の関係を製造のバラツキを考慮して以下のような範囲に
することで発泡液と吐出液の混液を安定的に抑制するこ
とができる。このことは限られた条件ではあるが設計上
の観点として、3cp以下の粘度の発泡液に対して高粘
度インク(5cp、10cp等)を用いる場合、W/t
≦1を満足するようにすることで、2液の混合を長期に
わたって抑制することが可能な構成となった。When the thickness of the member facing the free end and / or the side end of the movable member forming the slit is equal to the thickness of the movable member (FIG. 12, FIG. 13, etc.), the relationship between the slit width and the thickness is determined by manufacturing. By setting the following range in consideration of the variation, the mixture of the foaming liquid and the ejection liquid can be stably suppressed. Although this is a limited condition, when a high-viscosity ink (5 cp, 10 cp, etc.) is used for a foaming liquid having a viscosity of 3 cp or less, W / t
By satisfying ≦ 1, it was possible to suppress the mixing of the two liquids for a long time.
【0148】本発明の「実質的な密閉状態」を与えるス
リットとしては、このような数μmオーダであればより
確実である。The slit for providing the “substantially sealed state” of the present invention is more reliable if it is on the order of several μm.
【0149】上述のように、発泡液と吐出液とに機能分
離させた場合、可動部材がこれらの実質的な仕切部材と
なる。この可動部材が気泡の生成に伴って移動する際に
吐出液に対して発泡液がわずかに混入することが見られ
る。画像を形成する吐出液は、インクジェット記録の場
合、色材濃度を3%乃至5%程度有するものが一般的で
あることを考慮すると、この発泡液が吐出液滴に対して
20%以下の範囲で含まれても大きな濃度変化をもたら
さない。従って、このような混液としては、吐出液滴に
対して20%以下となるような発泡液と吐出液との混合
を本発明に含むものとする。As described above, when the functions are separated into the foaming liquid and the discharging liquid, the movable member becomes a substantial partitioning member. It can be seen that the foaming liquid mixes slightly with the discharge liquid when the movable member moves with the generation of bubbles. In consideration of the fact that an ejection liquid for forming an image generally has a colorant density of about 3% to 5% in the case of ink jet recording, this foaming liquid is in a range of 20% or less with respect to the ejection droplet. Does not cause a large change in concentration. Therefore, the present invention includes such a mixed liquid as a mixture of a foaming liquid and an ejected liquid such that the amount thereof is 20% or less of the ejected liquid droplets.
【0150】尚、上記構成例の実施では、粘性を変化さ
せても上限で15%の発泡液の混合であり、5cp以下
の発泡液では、この混合比率は、駆動周波数にもよる
が、10%程度を上限とするものであった。In the implementation of the above configuration example, even if the viscosity is changed, the mixing of the foaming liquid at the upper limit of 15% is performed. With the foaming liquid of 5 cp or less, the mixing ratio depends on the driving frequency, but is 10%. % As the upper limit.
【0151】特に、吐出液の粘度を20cp以下にすれ
ばする程、この混液は低減(例えば5%以下)できる。In particular, as the viscosity of the discharged liquid is set to 20 cp or less, the mixed liquid can be reduced (for example, 5% or less).
【0152】次に、このヘッドにおける発熱体と可動部
材の配置関係について、図を用いて説明する。ただし、
可動部材と発熱体の形状および寸法,数は、以下に限定
されるものではない。発熱体と可動部材の最適な配置に
よって、発熱体による発泡時の圧力を吐出圧として有効
に利用することが可能となる。Next, the positional relationship between the heating element and the movable member in the head will be described with reference to the drawings. However,
The shapes, dimensions, and numbers of the movable member and the heating element are not limited to the following. By the optimal arrangement of the heating element and the movable member, the pressure at the time of foaming by the heating element can be effectively used as the discharge pressure.
【0153】図16は、発熱体面積とインク吐出量の関
係を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the area of the heating element and the amount of ink ejected.
【0154】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化(気泡の発生)を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行うインクジェット記録方法、いわゆ
るバブルジェット記録方法の従来技術においては、図1
6に示すように、発熱体面積とインク吐出量は比例関係
にあるが、インク吐出に寄与しない非発泡有効領域Sが
存在していることがわかる。また、発熱体上のコゲの様
子から、この非発泡有効領域Sが発熱体の周囲に存在し
ていることがわかる。これらの結果から、発熱体周囲の
約4μm幅は、発泡に関与されていないとされている。By giving energy such as heat to the ink, a state change accompanied by a steep volume change (formation of bubbles) is caused in the ink, and the ink is ejected from the ejection port by the action force based on this state change. In the related art of an ink jet recording method for forming an image by adhering a liquid on a recording medium, that is, a so-called bubble jet recording method, FIG.
As shown in FIG. 6, although the heating element area and the ink discharge amount are in a proportional relationship, it can be seen that there is a non-foaming effective region S that does not contribute to ink discharge. In addition, from the appearance of the kogation on the heating element, it can be seen that the non-foaming effective area S exists around the heating element. From these results, it is considered that the width of about 4 μm around the heating element is not involved in foaming.
【0155】したがって、発泡圧を有効利用するために
は、発熱体の周囲から約4μm以上内側の発泡有効領域
の直上が可動部材の可動領域で覆われるように、可動部
材を配置するのが効果的であると言える。本形態におい
ては、発泡有効領域を発熱体周囲から約4μm以上内側
としたが、発熱体の種類や形成方法によっては、これに
限定されるものではない。Therefore, in order to effectively use the foaming pressure, it is effective to dispose the movable member such that the movable area of the movable member covers the area just above the effective foaming area at least about 4 μm from the periphery of the heating element. It can be said that it is a target. In this embodiment, the effective foaming region is at least about 4 μm inside from the periphery of the heating element. However, the present invention is not limited to this type depending on the type of heating element and the forming method.
【0156】図17は、可動部材と発熱体との位置関係
を示す図であり、58×150μmの発熱体2に可動領
域の総面積が異なる可動部材301((a)図)、可動
部材302((b)図)を配置したときの上部から見た
模式図である。FIG. 17 is a diagram showing a positional relationship between the movable member and the heating element. The movable member 301 (FIG. 17A) and the movable member 302 having a 58 × 150 μm heating element 2 having different total movable areas. It is the schematic diagram seen from the upper part when ((b) figure) was arrange | positioned.
【0157】可動部材301の寸法は、53×145μ
mで、発熱体2の面積よりも小さいが、発熱体2の発泡
有効領域と同じ程度の寸法であり、該発泡有効領域を覆
うように、配置されている。一方、可動部材302の寸
法は、53×220μmで発熱体2の面積よりも大きく
(幅寸法を同じにした場合、支点〜可動先端間の寸法が
発熱体の長さよりも長い)、可動部材301と同じよう
に発泡有効領域を覆うように配置されている。上記2種
の可動部材301、302に対し、それらの耐久性と吐
出効率について測定を行った。測定条件は以下の通りで
ある。The dimension of the movable member 301 is 53 × 145 μm.
m, which is smaller than the area of the heating element 2, but approximately the same as the effective foaming area of the heating element 2, and is arranged so as to cover the effective foaming area. On the other hand, the size of the movable member 302 is 53 × 220 μm, which is larger than the area of the heating element 2 (when the width is the same, the dimension between the fulcrum and the movable tip is longer than the length of the heating element). It is arranged so as to cover the effective foaming area in the same manner as the above. The durability and discharge efficiency of the two types of movable members 301 and 302 were measured. The measurement conditions are as follows.
【0158】 発泡液 : エタノール40%水溶液 吐出用インク: 染料インク 電圧 : 20.2V 周波数 : 3kHz この測定条件で実験を行った結果、可動部材の耐久性に
関しては、(a)可動部材301の方は、1×107パ
ルス印加したところで可動部材301の支点部分に損傷
が見られた。(b)可動部材302の方は、3×108
パルス印加しても、損傷は見られなかった。また、投入
エネルギーに対する吐出量と吐出速度からもとまる運動
エネルギーも約1.5〜2.5倍程度向上することが確
認された。Foaming liquid: 40% ethanol aqueous solution Ejection ink: Dye ink Voltage: 20.2 V Frequency: 3 kHz As a result of conducting an experiment under these measurement conditions, regarding the durability of the movable member, (a) the movable member 301 In the case of 1 × 10 7 pulses, the fulcrum of the movable member 301 was damaged when 1 × 10 7 pulses were applied. (B) 3 × 10 8 for the movable member 302
No damage was seen when the pulse was applied. It was also confirmed that the kinetic energy based on the discharge amount and the discharge speed with respect to the input energy was improved by about 1.5 to 2.5 times.
【0159】以上の結果から、耐久性、吐出効率の両面
からみても、発泡有効領域の真上を覆うように可動部材
を設け、該可動部材の面積が発熱体の面積よりも大きい
方が、優れていることがわかる。From the above results, it can be seen from the viewpoints of both durability and discharge efficiency that the movable member is provided so as to cover directly above the effective foaming area, and that the area of the movable member is larger than the area of the heating element. It turns out that it is excellent.
【0160】図18は、発熱体のエッジから可動部材の
支点までの距離と、可動部材の変位量の関係を示す図で
あり、図19は、発熱体2と可動部材31との配置関係
を側面方向から見た断面構成図である。FIG. 18 shows the relationship between the distance from the edge of the heating element to the fulcrum of the movable member and the amount of displacement of the movable member. FIG. 19 shows the arrangement relationship between the heating element 2 and the movable member 31. It is sectional drawing seen from the side direction.
【0161】発熱体2は40×105μmのものを用い
た。発熱体2のエッジから可動部材31の支点33まで
の距離lが大きい程、変位量が大きいことがわかる。し
たがって、要求されるインクの吐出量や吐出液の流路構
造および発熱体形状などによって、最適変位量を求め、
可動部材の支点の位置を決めることが望ましい。The heating element 2 used had a size of 40 × 105 μm. It can be seen that the greater the distance l from the edge of the heating element 2 to the fulcrum 33 of the movable member 31, the greater the displacement. Therefore, the optimum amount of displacement is determined based on the required ink discharge amount, the flow path structure of the discharge liquid, and the shape of the heating element.
It is desirable to determine the position of the fulcrum of the movable member.
【0162】また、可動部材の支点が発熱体の発泡有効
領域直上に位置する場合は、可動部材の変位による応力
に加え、発泡圧力が直接支点に加わるため可動部材の耐
久性が低下してしまう。本発明者の実験によると、発泡
有効領域の真上に支点を設けたものでは、1×106パ
ルス程度で、可動壁に損傷が生じており、耐久性が低下
してしまうことが分かっている。したがって、可動部材
の支点は、発熱体の発泡有効領域直上外に配置すること
で耐久性がそれ程高くない形状や材質の可動部材であっ
ても実用可能性が高くなる。ただし、前記発泡有効領域
直上に支点がある場合でも形状や材質を選択すれば、良
好に用いることができる。かかる構成において、高吐出
効率および耐久性に優れた液体吐出ヘッドが得られる。When the fulcrum of the movable member is located immediately above the effective foaming area of the heating element, in addition to the stress caused by the displacement of the movable member, the foaming pressure is directly applied to the fulcrum, so that the durability of the movable member is reduced. . According to the experiment of the present inventor, it was found that, in the case where the fulcrum was provided right above the effective foaming area, the movable wall was damaged by about 1 × 10 6 pulses, and the durability was reduced. I have. Therefore, by arranging the fulcrum of the movable member just above the effective foaming area of the heating element, the practicability increases even if the movable member has a shape or material whose durability is not so high. However, even if there is a fulcrum just above the effective foaming area, it can be used favorably if the shape and material are selected. With this configuration, a liquid ejection head having high ejection efficiency and excellent durability can be obtained.
【0163】<素子基板>以下に、液体に熱を与えるた
めの発熱体が設けられた素子基板の構成について説明す
る。<Element Substrate> The structure of an element substrate provided with a heating element for applying heat to a liquid will be described below.
【0164】図20は、本発明の液体吐出ヘッドの縦断
面図であり、(a)は後述する保護膜があるヘッドを示
す図、(b)は保護膜がないヘッドを示す図である。FIGS. 20A and 20B are longitudinal sectional views of the liquid discharge head of the present invention. FIG. 20A is a view showing a head having a protective film described later, and FIG. 20B is a view showing a head without a protective film.
【0165】素子基板1上に第2液流路16、分離壁3
0、第1液流路14、第1液流路を構成する溝を設けた
溝付き部材50が配されている。On the element substrate 1, the second liquid flow path 16, the separation wall 3
0, a first liquid flow path 14, and a grooved member 50 provided with grooves forming the first liquid flow path.
【0166】素子基板1には、シリコン等の基板107
に絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸化膜またはチ
ッ化シリコン膜106を成膜し、その上に発熱体を構成
するハフニュウムボライド(HfB2)、チッ化タンタ
ル(TaN)、タンタルアルミ(TaAl)等の電気抵
抗層105(0.01〜0.2μm厚)とアルミニュウ
ム等の配線電極(0.2〜1.0μm厚)を図11のよ
うにパターニングされている。この2つの配線電極10
4から抵抗層105に電圧を印加し、抵抗層に電流を流
し発熱させる。配線電極間の抵抗層上には、酸化シリコ
ンやチッ化シリコン等の保護層を0.1〜2.0μm厚
で形成し、さらにそのうえにタンタル等の耐キャビテー
ション層(0.1〜0.6μm厚)が成膜されており、
インク等の各種の液体から抵抗層105を保護してい
る。As the element substrate 1, a substrate 107 made of silicon or the like is used.
A silicon oxide film or a silicon nitride film 106 for insulation and heat storage is formed thereon, and hafnium boride (HfB 2 ), tantalum nitride (TaN), and tantalum aluminum (TaAl) constituting a heating element are formed thereon. ) And wiring electrodes (0.2-1.0 μm thick) of aluminum or the like are patterned as shown in FIG. These two wiring electrodes 10
From 4, a voltage is applied to the resistance layer 105, and a current flows through the resistance layer to generate heat. On the resistance layer between the wiring electrodes, a protective layer such as silicon oxide or silicon nitride is formed with a thickness of 0.1 to 2.0 μm, and further thereon, a cavitation resistant layer such as tantalum (with a thickness of 0.1 to 0.6 μm) is formed. ) Is deposited,
The resistance layer 105 is protected from various liquids such as ink.
【0167】特に、気泡の発生、消泡の際に発生する圧
力や衝撃波は非常に強く、堅くてもろい酸化膜の耐久性
を著しく低下させるため、金属材料のタンタル(Ta)
等が耐キャビテーション層として用いられる。In particular, the pressure and shock waves generated during the generation and defoaming of bubbles are extremely strong, and the durability of a hard and brittle oxide film is significantly reduced.
Are used as a cavitation-resistant layer.
【0168】また、液体、液流路構成、抵抗材料の組み
合わせにより上述の保護層を必要としない構成でもよく
その例を図20(b)に示す。このような保護層を必要
としない抵抗層の材料としてはイリジュウム−タンタル
−アルミ合金等が挙げられる。A structure that does not require the above-described protective layer may be used depending on the combination of the liquid, the liquid flow path structure, and the resistance material. An example thereof is shown in FIG. Examples of the material of the resistance layer that does not require such a protective layer include an iridium-tantalum-aluminum alloy.
【0169】このように、前述の各実施例における発熱
体の構成としては、前述の電極間の抵抗層(発熱部)だ
けででもよく、また抵抗層を保護する保護層を含むもの
でもよい。As described above, the structure of the heating element in each of the above-described embodiments may be only the above-described resistance layer (heating section) between the electrodes, or may include a protective layer for protecting the resistance layer.
【0170】本形態においては、発熱体として電気信号
に応じて発熱する抵抗層で構成された発熱部を有するも
のを用いたが、これに限られることなく、吐出液を吐出
させるのに十分な気泡を発泡液に生じさせるものであれ
ばよい。例えば、発熱部としてレーザ等の光を受けるこ
とで発熱するような光熱変換体や高周波を受けることで
発熱するような発熱部を有する発熱体でもよい。In the present embodiment, a heating element having a heating portion composed of a resistance layer that generates heat in response to an electric signal is used. However, the present invention is not limited to this. What is necessary is just to generate air bubbles in the foaming liquid. For example, a light-to-heat converter that generates heat by receiving light from a laser or the like, or a heat generator that has a heat generating unit that generates heat by receiving a high frequency may be used as the heat generating unit.
【0171】なお、前述の素子基板1には、前述の発熱
部を構成する抵抗層105とこの抵抗層に電気信号を供
給するための配線電極104で構成される電気熱変換体
の他に、この電気熱変換素子を選択的に駆動するための
トランジスタ、ダイオード、ラッチ、シフトレジスタ等
の機能素子が一体的に半導体製造工程によって作り込ま
れていてもよい。The above-mentioned element substrate 1 has, in addition to the electrothermal transducer composed of the above-described resistance layer 105 constituting the heating section and the wiring electrode 104 for supplying an electric signal to this resistance layer, Functional elements such as a transistor, a diode, a latch, and a shift register for selectively driving the electrothermal conversion element may be integrally formed by a semiconductor manufacturing process.
【0172】また、前述のような素子基板1に設けられ
ている電気熱変換体の発熱部を駆動し、液体を吐出する
ためには、前述の抵抗層105に配線電極104を介し
て図21で示されるような矩形パルスを印加し、配線電
極間の抵抗層105を急峻に発熱させる。Further, in order to drive the heat generating portion of the electrothermal transducer provided on the element substrate 1 and discharge the liquid, the above-described resistance layer 105 is connected to the above-described resistance layer 105 through the wiring electrode 104 in FIG. A rectangular pulse as shown by is applied to cause the resistance layer 105 between the wiring electrodes to generate heat sharply.
【0173】図21は、駆動パルスの形状を示す模式図
である。FIG. 21 is a schematic diagram showing the shape of a driving pulse.
【0174】前述の各形態のヘッドにおいては、それぞ
れ電圧24V、パルス幅7μsec、電流150mA、
電気信号を6kHzで加えることで発熱体を駆動させ、
前述のような動作によって、吐出口から液体であるイン
クを吐出させた。しかしながら、駆動信号の条件はこれ
に限られることなく、発泡液を適正に発泡させることが
できる駆動信号であればよい。In the heads of the above-described embodiments, the voltage was 24 V, the pulse width was 7 μsec, the current was 150 mA,
The heating element is driven by applying an electric signal at 6 kHz,
By the operation described above, the liquid ink was ejected from the ejection port. However, the condition of the drive signal is not limited to this, and any drive signal can be used as long as it can appropriately foam the foaming liquid.
【0175】<2流路構成のヘッド構造>以下に、第
1、第2の共通液室に異なる液体を良好に分離して導入
でき部品点数の削減を図れ、コストダウンを可能とする
液体吐出ヘッドの構造例について説明する。<Head Structure with Two Flow Channels> The liquid discharge which can separate and introduce the different liquids into the first and second common liquid chambers in a good manner can reduce the number of parts and can reduce the cost. An example of the structure of the head will be described.
【0176】図22は、本発明の液体吐出ヘッドの供給
路を説明するための断面図であり、先の実施の形態と同
じ構成要素については同じ符号を用いており、詳しい説
明はここでは省略する。FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining the supply path of the liquid discharge head according to the present invention. The same reference numerals are used for the same components as those in the previous embodiment, and the detailed description is omitted here. I do.
【0177】本形態においては、溝付き部材50は、吐
出口18を有するオリフィスプレート51と、複数の第
1液流路14を構成する複数の溝と、複数の液流路14
に共通して連通し、各第1の液流路3に液体(吐出液)
を供給するための第1の共通液室15を構成する凹部と
から概略構成されている。In the present embodiment, the grooved member 50 includes the orifice plate 51 having the discharge port 18, the plurality of grooves forming the plurality of first liquid flow paths 14, and the plurality of liquid flow paths 14.
Liquid (discharge liquid) in each first liquid flow path 3
And a concave portion forming the first common liquid chamber 15 for supplying the liquid.
【0178】この溝付部材50の下側部分に分離壁30
を接合することにより複数の第1液流路14を形成する
ことができる。このような溝付部材50は、その上部か
ら第1共通液室15内に到達する第1液体供給路20を
有している。また、溝付部材50は、その上部から分離
壁30を突き抜けて第2共通液室17内に到達する第2
の液体供給路21を有している。The separation wall 30 is provided on the lower portion of the grooved member 50.
Can be formed to form a plurality of first liquid flow paths 14. Such a grooved member 50 has a first liquid supply path 20 that reaches the inside of the first common liquid chamber 15 from above. Further, the grooved member 50 penetrates the separation wall 30 from the upper part thereof and reaches the second common liquid chamber 17 in the second common liquid chamber 17.
The liquid supply path 21 of FIG.
【0179】第1の液体(吐出液)は、図22の矢印C
で示すように、第1液体供給路20を経て、第1の共通
液室15、次いで第1の液流路14に供給され、第2の
液体(発泡液)は、図22の矢印Dで示すように、第2
液体供給路21を経て、第2共通液室17、次いで第2
液流路16に供給されるようになっている。The first liquid (discharge liquid) is indicated by arrow C in FIG.
As shown in FIG. 22, the liquid is supplied to the first common liquid chamber 15 and then to the first liquid flow path 14 via the first liquid supply path 20, and the second liquid (foaming liquid) is indicated by an arrow D in FIG. As shown, the second
Through the liquid supply path 21, the second common liquid chamber 17, and then the second common liquid chamber 17,
The liquid is supplied to the liquid flow path 16.
【0180】本形態では、第2液体供給路21は、第1
液体供給路20と平行して配されているが、これに限る
ことはなく、第1共通液室15の外側に配された分離壁
30を貫通して、第2共通液室17に連通するように形
成されればどのように配されてもよい。In this embodiment, the second liquid supply passage 21 is
Although arranged in parallel with the liquid supply path 20, the present invention is not limited thereto, and penetrates the separation wall 30 disposed outside the first common liquid chamber 15 and communicates with the second common liquid chamber 17. It may be arranged in any way as long as it is formed.
【0181】また、第2液体供給路21の太さ(直径)
に関しては、第2液体の供給量を考慮して決められる。
第2液体供給路21の形状は丸形状である必要はなく、
矩形状等でもよい。The thickness (diameter) of the second liquid supply path 21
Is determined in consideration of the supply amount of the second liquid.
The shape of the second liquid supply path 21 does not need to be round,
It may be rectangular or the like.
【0182】また、第2共通液室17は、溝付部材50
を分離壁30で仕切ることによって形成することができ
る。形成の方法としては、図23で示す本実施例の分解
斜視図のように、素子基板上にドライフィルムで共通液
室枠と第2液路壁を形成し、分離壁を固定した溝付部材
50と分離壁30との結合体と素子基板1とを貼り合わ
せることにより第2共通液室17や第2液流路16を形
成してもよい。The second common liquid chamber 17 is provided with a grooved member 50.
By the partition wall 30. As a forming method, as shown in an exploded perspective view of this embodiment shown in FIG. 23, a common liquid chamber frame and a second liquid path wall are formed on an element substrate with a dry film, and a grooved member in which a separation wall is fixed. The second common liquid chamber 17 and the second liquid flow path 16 may be formed by bonding the combined body of the separation wall 30 and the element substrate 1 to the element substrate 1.
【0183】本形態では、アルミニュウム等の金属で形
成された支持体70上に、前述のように、発泡液に対し
て膜沸騰による気泡を発生させるための熱を発生する発
熱体としての電気熱変換素子が複数設けられた素子基板
1が配されている。In the present embodiment, as described above, the electric heat as the heat generating element for generating the heat for generating the bubbles for the foaming liquid by the film boiling on the support 70 formed of a metal such as aluminum. An element substrate 1 provided with a plurality of conversion elements is provided.
【0184】この素子基板1上には、第2液路壁により
形成された液流路16を構成する複数の溝と、複数の発
泡液流路に連通し、それぞれの発泡液路に発泡液を供給
するための第2共通液室(共通発泡液室)17を構成す
る凹部と、前述した可動壁31が設けられた分離壁30
とが配されている。On the element substrate 1, a plurality of grooves forming the liquid flow path 16 formed by the second liquid path wall, and a plurality of the foaming liquid flow paths are communicated. Forming a second common liquid chamber (common bubbling liquid chamber) 17 for supplying water, and a separation wall 30 provided with the movable wall 31 described above.
And are arranged.
【0185】符号50は、溝付部材である。この溝付部
材は、分離壁30と接合されることで吐出液流路(第1
液流路)14を構成する溝と、吐出液流路に連通し、そ
れぞれの吐出液流路に吐出液を供給するための第1の共
通液室(共通吐出液室)15を構成するための凹部と、
第1共通液室に吐出液を供給するための第1供給路(吐
出液供給路)20と、第2の共通液室17に発泡液を供
給するための第2の供給路(発泡液供給路)21とを有
している。第2の供給路21は、第1の共通液室15の
外側に配された分離壁30を貫通して第2の共通液室1
7に連通する連通路に繋がっており、この連通路によっ
て吐出液と混合することなく発泡液を第2の共通液室1
5に供給することができる。Reference numeral 50 denotes a grooved member. The grooved member is joined to the separation wall 30 to form a discharge liquid flow path (first
A first common liquid chamber (common discharge liquid chamber) 15 which communicates with the groove forming the liquid flow path) 14 and the discharge liquid flow path to supply the discharge liquid to each discharge liquid flow path; Of the recess,
A first supply path (discharge liquid supply path) 20 for supplying discharge liquid to the first common liquid chamber, and a second supply path (foam liquid supply) for supplying foaming liquid to the second common liquid chamber 17. (Road) 21. The second supply passage 21 penetrates the separation wall 30 disposed outside the first common liquid chamber 15 and
7, the foaming liquid is not mixed with the discharge liquid by the communication path, and the foamed liquid is mixed with the second common liquid chamber 1.
5 can be supplied.
【0186】なお、素子基板1、分離壁30、溝付天板
50の配置関係は、素子基板1の発熱体に対応して可動
部材31が配置されており、この可動部材31に対応し
て吐出液流路14が配されている。また、本形態では、
第2の供給路を1つ溝付部材に配した例を示したが、供
給量に応じて複数設けてもよい。さらに吐出液供給路2
0と発泡液供給路21の流路断面積は供給量に比例して
決めればよい。The arrangement of the element substrate 1, the separating wall 30, and the grooved top plate 50 is such that the movable member 31 is arranged corresponding to the heating element of the element substrate 1, and the movable member 31 is arranged corresponding to the movable member 31. A discharge liquid channel 14 is provided. In this embodiment,
Although the example in which one second supply path is provided in the grooved member has been described, a plurality of second supply paths may be provided according to the supply amount. Further, the discharge liquid supply path 2
0 and the cross-sectional area of the foaming liquid supply passage 21 may be determined in proportion to the supply amount.
【0187】このような流路断面積の最適化により溝付
部材50等を構成する部品をより小型化することも可能
である。By optimizing the cross-sectional area of the flow path, it is possible to further reduce the size of the components constituting the grooved member 50 and the like.
【0188】以上説明したように本形態によれば、第2
液流路に第2液体を供給する第2の供給路と、第1液流
路に第1液体を供給する第1の供給路とが同一の溝付部
材としての溝付天板からなることにより部品点数が削減
でき、工程の短縮化とコストダウンが可能となる。As described above, according to the present embodiment, the second
The second supply path for supplying the second liquid to the liquid flow path and the first supply path for supplying the first liquid to the first liquid flow path are formed of the same grooved top plate as the grooved member. Thereby, the number of parts can be reduced, and the process can be shortened and the cost can be reduced.
【0189】また第2液流路に連通した第2の共通液室
への、第2液体の供給は、第1液体と第2液体を分離す
る分離壁を突き抜ける方向で第2液流路によって行なわ
れる構造であるため、前記分離壁と溝付部材と発熱体形
成基板との貼り合わせ工程が1度で済み、作りやすさが
向上すると共に、貼り合わせ精度が向上し、良好に吐出
することができる。The supply of the second liquid to the second common liquid chamber communicating with the second liquid flow path is performed by the second liquid flow path in a direction penetrating a separation wall for separating the first liquid and the second liquid. Since the structure is performed, the bonding step of the separation wall, the grooved member, and the heating element forming substrate only needs to be performed once, thereby improving the ease of manufacturing, improving the bonding accuracy, and discharging well. Can be.
【0190】また、第2液体は、分離壁を突き抜けて第
2液体共通液室へ供給されるため、第2液流路に第2液
体の供給が確実となり、供給量が十分確保できるため、
安定した吐出が可能となる。Further, since the second liquid penetrates through the separation wall and is supplied to the second liquid common liquid chamber, the supply of the second liquid to the second liquid flow path is ensured, and the supply amount can be sufficiently secured.
Stable discharge is possible.
【0191】<吐出液体、発泡液体>先の実施の形態で
説明したように本発明においては、前述のような可動部
材を有する構成によって、従来の液体吐出ヘッドよりも
高い吐出力や吐出効率でしかも高速に液体を吐出するこ
とができる。本形態の内、発泡液と吐出液とに同じ液体
を用いる場合には、発熱体から加えられる熱によって劣
化せずに、また加熱によって発熱体上に堆積物を生じに
くく、熱によって気化、凝縮の可逆的状態変化を行うこ
とが可能であり、さらに液流路や可動部材や分離壁等を
劣化させない液体であれば種々の液体を用いることがで
きる。<Ejecting Liquid and Foaming Liquid> As described in the previous embodiment, in the present invention, the structure having the movable member as described above provides higher ejection force and ejection efficiency than the conventional liquid ejection head. Moreover, the liquid can be discharged at a high speed. When the same liquid is used for the foaming liquid and the discharge liquid in the present embodiment, the heat is not deteriorated by the heat applied from the heating element, the deposit is hardly generated on the heating element by heating, and the heat is used to vaporize and condense. It is possible to use various liquids as long as the liquid does not deteriorate the liquid flow path, the movable member, the separation wall, and the like.
【0192】このような液体の内、記録を行う上で用い
る液体(記録液体)としては従来のバブルジェット装置
で用いられていた組成のインクを用いることができる。Among such liquids, as a liquid (recording liquid) used for recording, an ink having a composition used in a conventional bubble jet apparatus can be used.
【0193】一方、本発明の2流路構成のヘッドを用
い、吐出液と発泡液を別液体とした場合には、発泡液と
して前述のような性質の液体を用いればよく、具体的に
は、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソ
プロパノール、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オク
タン、トルエン、キシレン、二塩化メチレン、トリクレ
ン、フレオンTF、フレオンBF、エチルエーテル、ジ
オキサン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、
アセトン、メチルエチルケトン、水等およびこれらの混
合物が挙げられる。On the other hand, when a head having a two-flow path structure according to the present invention is used and the discharge liquid and the foaming liquid are different liquids, a liquid having the above-mentioned properties may be used as the foaming liquid. , Methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-hexane, n-heptane, n-octane, toluene, xylene, methylene dichloride, trichlene, Freon TF, Freon BF, ethyl ether, dioxane, cyclohexane, methyl acetate, acetic acid ethyl,
Examples include acetone, methyl ethyl ketone, water, and the like, and mixtures thereof.
【0194】吐出液としては、発泡性の有無、熱的性質
に関係なく様々な液体を用いることができる。また、従
来吐出が困難であった発泡性が低い液体、熱によって変
質、劣化しやすい液体や高粘度液体等であっても利用で
きる。As the discharge liquid, various liquids can be used irrespective of the presence or absence of foaming properties and thermal properties. In addition, liquids having low foaming properties, liquids which are easily deteriorated or deteriorated by heat, high-viscosity liquids, and the like, which have been difficult to discharge conventionally, can be used.
【0195】ただし、吐出液の性質として吐出液自身、
又は発泡液との反応によって、吐出や発泡また可動部材
の動作等を妨げるような液体でないことが望まれる。However, the properties of the discharged liquid are as follows:
Alternatively, it is desirable that the liquid is not a liquid that hinders ejection, foaming, operation of the movable member, or the like due to a reaction with the foaming liquid.
【0196】記録用の吐出液体としては、高粘度インク
等をも利用することができる。その他の吐出液体として
は、熱に弱い医薬品や香水等の液体を利用することもで
きる。As the ejection liquid for recording, a high-viscosity ink or the like can also be used. As other discharge liquids, liquids such as medicines and perfumes that are vulnerable to heat can be used.
【0197】本発明においては、吐出液と発泡液の両方
に用いることができる記録液体として以下のような組成
のインクを用いて記録を行ったが、吐出力の向上によっ
てインクの吐出速度が高くなったため、液滴の着弾精度
が向上し非常に良好な記録画像を得ることができた。In the present invention, recording was performed using an ink having the following composition as a recording liquid that can be used for both the discharge liquid and the foaming liquid. Therefore, the landing accuracy of the droplet was improved, and a very good recorded image could be obtained.
【0198】 染料インク粘度2cp:(C.I.フードブラック2)染料 3wt% ジエチレングリコール 10wt% チオジグリコール 5wt% エタノール 3wt% 水 77wt% また、発泡液と吐出液に以下で示すような組成の液体を
組み合わせて吐出させて記録を行った。その結果、従来
のヘッドでは吐出が困難であった十数cp粘度の液体は
もちろん150cpという非常に高い粘度の液体でさえ
も良好に吐出でき、高画質な記録物を得ることができ
た。Dye ink viscosity 2 cp: (C.I. Food Black 2) Dye 3 wt% Diethylene glycol 10 wt% Thiodiglycol 5 wt% Ethanol 3 wt% Water 77 wt% In addition, the foaming liquid and the discharge liquid have the following compositions: And recording was performed. As a result, a liquid having a viscosity of more than ten cp, which was difficult to discharge with a conventional head, as well as a liquid having a very high viscosity of 150 cp could be discharged satisfactorily, and a recorded matter of high quality could be obtained.
【0199】 発泡液1 :エタノール 40wt% 水 60wt% 発泡液2 :水 100wt% 発泡液3 :イゾプロピルアルコール 10wt% 水 90wt% 吐出液1 :カーボンブラック5 5wt% 顔料インク スチレン−アクリル酸− (粘度約15cp) アクリル酸エチル共重合体 1wt% (酸化140,重量平均分子量8000) モノエタノールアミン 0.25wt% グリセリン 69wt% チオジグリコール 5wt% エタノール 3wt% 水 16.75wt% 吐出液2 :ポリエチレングリコール200 100wt% (粘度55cp) 吐出液3 :ポリエチレングリコール600 100wt% (粘度150cp) ところで、前述したような従来吐出されにくいとされて
いた液体の場合には、吐出速度が低いために、吐出方向
性のバラツキが助長され記録紙上のドットの着弾精度が
悪く、また吐出不安定による吐出量のバラツキが生じこ
れらのことで、高品位画像が得にくかった。しかし、上
述の実施例の構成においては、気泡の発生を発泡液を用
いることで充分に、しかも安定して行うことができる。
このことで、液滴の着弾精度向上とインク吐出量の安定
化を図ることができ記録画像品位を著しく向上すること
ができた。Foaming liquid 1: Ethanol 40 wt% Water 60 wt% Foaming liquid 2: Water 100 wt% Foaming liquid 3: Isopropyl alcohol 10 wt% Water 90 wt% Discharge liquid 1: Carbon black 5 5 wt% Pigment ink Styrene-acrylic acid-(viscosity About 15 cp) Ethyl acrylate copolymer 1 wt% (oxidation 140, weight average molecular weight 8000) Monoethanolamine 0.25 wt% Glycerin 69 wt% Thiodiglycol 5 wt% Ethanol 3 wt% Water 16.75 wt% Discharge liquid 2: polyethylene glycol 200 100 wt% (viscosity 55 cp) Discharge liquid 3: polyethylene glycol 600 100 wt% (viscosity 150 cp) By the way, in the case of a liquid which has been conventionally difficult to be discharged as described above, the discharge direction is low because the discharge speed is low. Dispersion is promoted poor landing accuracy of the dot on the recording paper, but also by the discharge amount of variation occurs in these by the discharge unstable, high-quality image was difficult to obtain. However, in the configuration of the above-described embodiment, the generation of bubbles can be sufficiently and stably performed by using the foaming liquid.
As a result, it is possible to improve the landing accuracy of the droplets and stabilize the ink discharge amount, and it is possible to remarkably improve the quality of the recorded image.
【0200】<液体吐出ヘッドの製造>次に、本発明の
液体吐出ヘッドの製造工程について説明する。<Manufacture of Liquid Discharge Head> Next, the process of manufacturing the liquid discharge head of the present invention will be described.
【0201】図2で示したような液体吐出ヘッドの場合
には、素子基板1上に可動部材31を設けるための土台
34をドライフィルム等をパターニングすることで形成
し、この土台34に可動部材31を接着、もしくは溶着
固定した。その後、各液流路10を構成する複数の溝と
吐出口18と共通液室13を構成する凹部を有する溝付
部材を、溝と可動部材が対応するような状態で素子基板
1に接合することで形成した。In the case of the liquid discharge head as shown in FIG. 2, a base 34 for providing the movable member 31 on the element substrate 1 is formed by patterning a dry film or the like. 31 was adhered or fixed by welding. Thereafter, a grooved member having a plurality of grooves forming each liquid flow path 10, a discharge port 18, and a concave part forming the common liquid chamber 13 is joined to the element substrate 1 in such a manner that the grooves correspond to the movable members. It was formed by doing.
【0202】次に、図10や図23で示されるような2
流路構成の液体吐出ヘッドの製造工程について説明す
る。Next, as shown in FIG. 10 and FIG.
The manufacturing process of the liquid discharge head having the flow path configuration will be described.
【0203】図23は、本発明のヘッドの分解斜視図で
ある。FIG. 23 is an exploded perspective view of the head of the present invention.
【0204】大まかには、素子基板1上に第2液流路1
6の壁を形成し、その上に分離壁30を取り付け、さら
にその上に第1液流路14を構成する溝等が設けられた
溝付き部材50を取り付ける。もしくは、第2液流路1
6の壁を形成した後、この壁の上に分離壁30を取り付
けた溝付き部材50を接合することでヘッドの製造を行
った。Roughly speaking, the second liquid flow path 1
6, a separation wall 30 is mounted thereon, and a grooved member 50 provided with a groove or the like constituting the first liquid flow path 14 is further mounted thereon. Alternatively, the second liquid flow path 1
After forming the wall of No. 6, the head was manufactured by joining the grooved member 50 on which the separation wall 30 was attached to the wall.
【0205】さらに第2液流路の作製方法について詳し
く説明する。Further, a method of forming the second liquid flow path will be described in detail.
【0206】図24は、本発明の液体吐出ヘッドの製造
方法を説明するための工程図である。FIG. 24 is a process chart for explaining a method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.
【0207】本形態においては、(a)に示すように、
素子基板(シリコンウエハ)1上に半導体製造工程で用
いるのと同様の製造装置を用いてハフニュウムボライド
やチッ化タンタル等からなる発熱体2を有する電気熱変
換用素子を形成した後、次工程における感光性樹脂との
密着性の向上を目的として素子基板1の表面に洗浄を施
した。さらに、密着性を向上させるには、素子基板表面
に紫外線−オゾン等による表面改質を行った後、例えば
シランカップリング剤(日本ユニカ製:A189)をエ
チルアルコールで1重量%に希釈した液を上記改質表面
上にスピンコートすることで達成される。In the present embodiment, as shown in FIG.
After an electrothermal conversion element having a heating element 2 made of hafnium boride, tantalum nitride, or the like is formed on an element substrate (silicon wafer) 1 using a manufacturing apparatus similar to that used in the semiconductor manufacturing process, the following steps are performed. The surface of the element substrate 1 was cleaned for the purpose of improving the adhesion to the photosensitive resin in the process. Further, in order to improve the adhesiveness, a liquid obtained by performing a surface modification on the element substrate surface with ultraviolet-ozone or the like and then diluting, for example, a silane coupling agent (manufactured by Nippon Yunika: A189) to 1% by weight with ethyl alcohol. Is spin-coated on the modified surface.
【0208】次に、表面洗浄を行い、密着性を向上した
基板1上に、(b)に示すように、紫外線感光性樹脂フ
ィルム(東京応化製:ドライフィルム オーディルSY
−318)DFをラミネートした。Next, as shown in (b), an ultraviolet-sensitive resin film (manufactured by Tokyo Ohka: Dry Film Odile SY) was placed on the substrate 1 having been subjected to surface cleaning and having improved adhesion.
-318) The DF was laminated.
【0209】次に、(c)に示すように、ドライフィル
ムDF上にフォトマスクPMを配し、このフォトマスク
PMを介してドライフィルムDFのうち、第2の流路壁
として残す部分に紫外線を照射した。この露光工程は、
キヤノン(株)製:MPA−600を用いて行い、約6
00mJ/cm2の露光量で行った。[0209] Next, as shown in (c), a photomask PM is arranged on the dry film DF, and an ultraviolet ray is passed through the photomask PM to a portion of the dry film DF to be left as the second flow path wall. Was irradiated. This exposure step
Manufactured by Canon Inc .: MPA-600, about 6
The exposure was performed at an exposure of 00 mJ / cm 2 .
【0210】次に、(d)に示すように、ドライフィル
ムDFを、キシレンとブチルセルソルブアセテートとの
混合液からなる現像液(東京応化製:BMRC−3)で
現像し、未露光部分を溶解させ、露光して硬化した部分
を第2液流路16の壁部分として形成した。さらに、素
子基板1表面に残った残渣を酸素プラズマアッシング装
置(アルカンテック社製:MAS−800)で約90秒
間処理して取り除き、引き続き、150℃で2時間、さ
らに紫外線照射100mJ/cm2を行って露光部分を
完全に硬化させた。Next, as shown in (d), the dry film DF was developed with a developing solution (BMRC-3, manufactured by Tokyo Ohka Chemical Co., Ltd.) composed of a mixture of xylene and butyl cellosolve acetate, and the unexposed portion was developed. The portion that was dissolved, exposed and cured was formed as a wall portion of the second liquid flow path 16. Further, the residue remaining on the surface of the element substrate 1 is removed by treating it with an oxygen plasma ashing apparatus (MAS-800, manufactured by Alcantech) for about 90 seconds, and subsequently, at 150 ° C. for 2 hours, and further 100 mJ / cm 2 of ultraviolet irradiation. The exposure was completely cured.
【0211】以上の方法により、上記シリコン基板から
分割、作製される複数のヒータボード(素子基板)に対
し、一様に第2の液流路を精度よく形成することができ
る。シリコン基板を、厚さ0.05mmのダイヤモンド
ブレードを取り付けたダイシングマシン(東京精密製:
AWD−4000)で各々のヒータボード1に切断、分
離した。分離されたヒータボード1を接着剤(東レ製:
SE4400)でアルミベースプレート70上に固定し
た(図27)。次いで、予めアルミベースプレート70
上に接合しておいたプリント配線基板71と、ヒータボ
ード1とを直径0.05mmのアルミワイヤ(図示略)
で接続した。According to the above-described method, the second liquid flow path can be uniformly formed with high precision on a plurality of heater boards (element substrates) divided and manufactured from the silicon substrate. A dicing machine (manufactured by Tokyo Seimitsu:
(AWD-4000) to cut and separate each heater board 1. An adhesive (made by Toray:
(SE4400) on the aluminum base plate 70 (FIG. 27). Next, the aluminum base plate 70
An aluminum wire (not shown) having a diameter of 0.05 mm is formed by connecting the printed wiring board 71 bonded above and the heater board 1 to each other.
Connected with.
【0212】次に、このようにして得られたヒータボー
ド1に、図24(e)に示すように、上述の方法で溝付
部材50と分離壁30との接合体を位置決め接合した。
すなわち、分離壁30を有する溝付部材とヒータボード
1とを位置決めし、押さえバネ78により係合、固定し
た後、インク・発泡液用供給部材80をアルミベースプ
レート70上に接合固定し、アルミワイヤ間、溝付部材
50とヒータボード1とインク・発泡液用供給部材80
との隙間をシリコーンシーラント(東芝シリコーン製:
TSE399)で封止して完成させた。Next, as shown in FIG. 24 (e), the joined body of the grooved member 50 and the separating wall 30 was positioned and joined to the heater board 1 thus obtained, as shown in FIG.
That is, the grooved member having the separating wall 30 and the heater board 1 are positioned and engaged and fixed by the pressing spring 78, and then the ink / foaming liquid supply member 80 is joined and fixed on the aluminum base plate 70, and the aluminum wire is fixed. , Grooved member 50, heater board 1, and ink / foaming liquid supply member 80
The gap with the silicone sealant (made by Toshiba Silicone:
(TSE399) and completed.
【0213】以上の製法で、第2の液流路を形成するこ
とにより、各ヒータボードのヒータに対して位置ズレの
ない精度の良い流路を得ることができる。特に、溝付部
材50と分離壁30とをあらかじめ先の工程で接合して
おくことで、第1液流路14と可動部材31の位置精度
を高めることができる。By forming the second liquid flow path by the above-described manufacturing method, it is possible to obtain a high-precision flow path with no positional deviation with respect to the heater of each heater board. In particular, by joining the grooved member 50 and the separation wall 30 in the previous step in advance, the positional accuracy of the first liquid flow path 14 and the movable member 31 can be improved.
【0214】そして、これらの高精度製造技術によっ
て、吐出安定化が図られ印字品位が向上する。また、ウ
エハ上に一括で形成することが可能なため、多量に低コ
ストで製造することが可能である。[0214] These high-precision manufacturing techniques stabilize ejection and improve print quality. In addition, since it can be formed on a wafer at a time, a large amount can be manufactured at low cost.
【0215】なお、本形態では、第2の液流路を形成す
るために紫外線硬化型のドライフィルムを用いたが、紫
外域、特に248nm付近に吸収帯域をもつ樹脂を用
い、ラミネート後、硬化させ、エキシマレーザで第2の
液流路となる部分の樹脂を直接除去することによっても
得ることが可能である。In the present embodiment, an ultraviolet-curing dry film is used to form the second liquid flow path. However, a resin having an absorption band in the ultraviolet region, particularly around 248 nm, is used, and after lamination, curing is performed. Then, it can be obtained also by directly removing the resin in a portion to be the second liquid flow path by using an excimer laser.
【0216】また、この他の製造方法もある。There is also another manufacturing method.
【0217】図25は、本発明の液体吐出ヘッドの製造
方法を説明するための工程図である。FIG. 25 is a process chart for explaining a method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.
【0218】本形態においては、(a)に示すように、
SUS基板100上に厚さ15μmのレジスト101を
第2の液流路の形状でパターニングした。In the present embodiment, as shown in FIG.
A resist 101 having a thickness of 15 μm was patterned on the SUS substrate 100 in the shape of the second liquid flow path.
【0219】次に、(b)に示すように、SUS基板1
00に対して電気メッキを行ってSUS基板100上に
ニッケル層102を同じく15μm成長させた。メッキ
液としては、スルフォミン酸ニッケルに応力減少剤(ワ
ールドメタル社製:ゼロオール)とほう酸、ピット防止
剤(ワールドメタル社製:NP−APS)、塩化ニッケ
ルを使用した。電着時の電界のかけ方としては、アノー
ド側に電極を付け、カソード側に既にパターニングした
SUS基板100を取り付け、メッキ液の温度を50℃
とし、電流密度を5A/cm2とした。Next, as shown in FIG.
00 was electroplated to grow a nickel layer 102 on the SUS substrate 100 by 15 μm. As the plating solution, a stress reducing agent (Zerool, manufactured by World Metal Co.), boric acid, a pit preventing agent (NP-APS, manufactured by World Metal Co.), and nickel chloride were used for nickel sulfamate. As for the method of applying an electric field at the time of electrodeposition, an electrode was attached to the anode side, the already patterned SUS substrate 100 was attached to the cathode side, and the temperature of the plating solution was set to 50 ° C.
And the current density was 5 A / cm 2 .
【0220】次に、(c)に示すように、上記のような
メッキを終了したSUS基板100に超音波振動を与
え、ニッケル層102の部分をSUS基板100から剥
離し、所望の第2の液流路を得た。Next, as shown in (c), ultrasonic vibration is applied to the SUS substrate 100 which has been plated as described above, and the nickel layer 102 is peeled off from the SUS substrate 100. A liquid flow path was obtained.
【0221】一方、電気熱変換用素子を配設したヒータ
ボードを、半導体と同様の製造装置を用いてシリコンウ
エハに形成した。このウエハを先の実施例と同様に、ダ
イシングマシンで各々のヒータボードに分離した。この
ヒータボード1を、予めプリント基板104が接合され
たアルミベースプレート70に接合し、プリント基板7
1とアルミワイヤ(図示略)とを接続することで電気的
配線を形成した。このような状態のヒータボード1上
に、図25(d)に示すように、先の工程で得た第2液
流路と位置決め固定した。この固定に際しては、後工程
で第1の実施例と同様に分離壁を固定した天板と押さえ
バネによって係合・密着されるため、天板接合時に位置
ズレが発生しない程度に固定されていれば十分である。On the other hand, a heater board provided with an electrothermal conversion element was formed on a silicon wafer using the same manufacturing apparatus as that for semiconductors. This wafer was separated into respective heater boards by a dicing machine in the same manner as in the previous embodiment. The heater board 1 is joined to an aluminum base plate 70 to which a printed board 104 has been joined in advance, and the printed board 7
1 and an aluminum wire (not shown) to form an electrical wiring. On the heater board 1 in such a state, as shown in FIG. 25D, the second liquid flow path obtained in the previous step was positioned and fixed. At the time of this fixing, as in the first embodiment, since the top plate on which the separation wall is fixed is engaged with and tightly attached to the top plate by the pressing spring in the subsequent step, it is fixed to the extent that no positional displacement occurs at the time of joining the top plate. Is enough.
【0222】本形態では、上記位置決め固定に紫外線硬
化型接着剤(グレースジャパン製:アミコンUV−30
0)を塗布し、紫外線照射装置を用い、露光量を100
mJ/cm2として約3秒間で固定を完了した。In this embodiment, an ultraviolet curing adhesive (manufactured by Grace Japan: Amicon UV-30) is used for the positioning and fixing.
0), and using an ultraviolet irradiation device, the exposure amount is 100
Fixation was completed in about 3 seconds at mJ / cm 2 .
【0223】本形態の製法によれば、発熱体に対して位
置ズレのない精度の高い第2の液流路を得ることができ
ることに加え、ニッケルで流路壁を形成しているため、
アルカリ性の液体に強く、信頼性の高いヘッドを提供す
ることが可能となる。According to the manufacturing method of the present embodiment, in addition to obtaining the second liquid flow path with high accuracy without displacement with respect to the heating element, the flow path wall is formed of nickel.
It is possible to provide a highly reliable head that is resistant to alkaline liquids.
【0224】また、この他の製造方法もある。There is another manufacturing method.
【0225】図26は、本発明の液体吐出ヘッドの製造
方法を説明するための工程図である。FIG. 26 is a process chart for explaining a method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.
【0226】本形態においては、(a)に示すように、
アライメント穴あるいはマーク100aを有する厚さ1
5μmのSUS基板100の両面にレジスト31を塗布
した。ここで、レジストとしては、東京応化製のPME
RP−AR900を使用した。In the present embodiment, as shown in FIG.
Thickness 1 with alignment hole or mark 100a
A resist 31 was applied to both sides of a 5 μm SUS substrate 100. Here, as the resist, PME manufactured by Tokyo Ohka
RP-AR900 was used.
【0227】この後、(b)に示すように、素子基板1
00のアライメント穴100aに合わせて、露光装置
(キヤノン(株)製:MPA−600)を用いて露光
し、第2の液流路を形成すべき部分のレジスト103を
除去した。露光は800mJ/cm2の露光量で行っ
た。Thereafter, as shown in FIG.
Exposure was performed using an exposure apparatus (MPA-600, manufactured by Canon Inc.) in accordance with the alignment hole 100a of No. 00, and the resist 103 in the portion where the second liquid flow path was to be formed was removed. The exposure was performed at an exposure amount of 800 mJ / cm 2 .
【0228】次に、(c)に示すように、両面のレジス
ト103がパターニングされたSUS基板100を、エ
ッチング液(塩化第2鉄または塩化第2銅の水溶液)に
浸漬し、レジスト103から露出している部分をエッチ
ングした後、レジストを剥離した。Next, as shown in (c), the SUS substrate 100 on which the resists 103 on both sides are patterned is immersed in an etching solution (an aqueous solution of ferric chloride or cupric chloride) and exposed from the resist 103. After etching the exposed portion, the resist was removed.
【0229】次に、(d)に示すように、先の製造方法
の実施例と同様に、ヒータボード1上に、エッチングさ
れたSUS基板100を位置決め固定して第2の液流路
4を有する液体吐出ヘッドを組み立てた。Next, as shown in (d), the etched SUS substrate 100 is positioned and fixed on the heater board 1 and the second liquid flow path 4 is formed in the same manner as in the above embodiment of the manufacturing method. Was assembled.
【0230】本形態の製法によれば、ヒータに対し位置
ズレのない精度の高い第2液流路4を得ることができる
ことに加え、SUSで流路を形成しているため、酸やア
ルカリ性の液体に強く信頼性の高い液体吐出ヘッドを提
供することができる。According to the manufacturing method of this embodiment, in addition to obtaining the second liquid flow path 4 with high accuracy without displacement of the heater, since the flow path is formed by SUS, acid or alkaline A highly reliable liquid ejection head that is resistant to liquid can be provided.
【0231】以上説明したように、本形態の製造方法に
よれば、素子基板状に予め第2液流路の壁を配設するこ
とによって、電気熱変換体と第2液流路とが高精度に位
置決めすることが可能となる。また、切断、分離前の基
板上の多数の素子基板に対して第2の液流路を同時に形
成することができるので、多量に、かつ、低コストの液
体吐出ヘッドを提供することができる。As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, by providing the walls of the second liquid flow path in advance on the element substrate, the height of the electrothermal transducer and the second liquid flow path can be increased. Positioning can be performed with high accuracy. In addition, since the second liquid flow path can be formed simultaneously on a large number of element substrates on the substrate before cutting and separation, a large amount of low-cost liquid discharge head can be provided.
【0232】また、本形態の製造方法の液体吐出ヘッド
の製造方法を実施することによって得られた液体吐出ヘ
ッドは、発熱体と第2液流路とが高精度に位置決めされ
ているので、電気熱変換体の発熱による発泡の圧力を効
率よく受けることができ、吐出効率に優れたものとな
る。In the liquid discharge head obtained by performing the method of manufacturing a liquid discharge head according to the manufacturing method of the present embodiment, since the heating element and the second liquid flow path are positioned with high precision, the The pressure of foaming due to the heat generated by the heat converter can be efficiently received, and the discharge efficiency is excellent.
【0233】<液体吐出ヘッドカートリッジ>次に、上
記実施の形態に係る液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出
ヘッドカートリッジを概略説明する。<Liquid Discharge Head Cartridge> Next, a liquid discharge head cartridge equipped with the liquid discharge head according to the above embodiment will be schematically described.
【0234】図27は、液体吐出ヘッドカートリッジの
分解斜視図である。FIG. 27 is an exploded perspective view of the liquid discharge head cartridge.
【0235】図27に示すように、液体吐出ヘッドカー
トリッジは、主に液体吐出ヘッド部200と液体容器8
0とから概略構成されている。As shown in FIG. 27, the liquid discharge head cartridge mainly includes a liquid discharge head 200 and a liquid container 8.
0.
【0236】液体吐出ヘッド部200は、素子基板1、
分離壁30、溝付部材50、押さえバネ78、液体供給
部材90、支持体70等から成っている。素子基板1に
は、前述のように発泡液に熱を与えるための発熱抵抗体
が、複数個、列状に設けられており、また、この発熱抵
抗体を選択的に駆動するための機能素子が複数設けられ
ている。この素子基板1と可動壁を持つ前述の分離壁3
0との間に発泡液路が形成され発泡液が流通する。この
分離壁30と溝付天板50との接合によって、吐出され
る吐出液体が流通する吐出流路(不図示)が形成され
る。The liquid discharge head unit 200 includes the element substrate 1,
It comprises a separation wall 30, a grooved member 50, a pressing spring 78, a liquid supply member 90, a support 70 and the like. As described above, the element substrate 1 is provided with a plurality of heating resistors for applying heat to the foaming liquid in a row, and a functional element for selectively driving the heating resistors. Are provided. This element substrate 1 and the aforementioned separation wall 3 having a movable wall
0, a foaming liquid passage is formed, and the foaming liquid flows. By joining the separation wall 30 and the grooved top plate 50, a discharge flow path (not shown) through which the discharged liquid to be discharged flows is formed.
【0237】押さえバネ78は、溝付部材50に素子基
板1方向への付勢力を作用させる部材であり、この付勢
力により素子基板1、分離壁30、溝付部材50と、後
述する支持体70とを良好に一体化させている。The pressing spring 78 is a member for applying a biasing force in the direction of the element substrate 1 to the grooved member 50. With this biasing force, the element substrate 1, the separating wall 30, the grooved member 50, and a support member to be described later. 70 and satisfactorily integrated.
【0238】支持体70は、素子基板1等を支持するた
めのものであり、この支持体70上にはさらに素子基板
1に接続し電気信号を供給するための回路基板71や、
装置側と接続することで装置側と電気信号のやりとりを
行うためのコンタクトパッド72が配置されている。The support 70 is for supporting the element substrate 1 and the like. On the support 70, a circuit board 71 for connecting to the element substrate 1 and supplying an electric signal,
A contact pad 72 for exchanging electrical signals with the device by connecting to the device is provided.
【0239】液体容器90は、液体吐出ヘッドに供給さ
れる、インク等の吐出液体と気泡を発生させるための発
泡液とを内部に区分収容している。液体容器90の外側
には、液体吐出ヘッドと液体容器との接続を行う接続部
材を配置するための位置決め部94と接続部を固定する
ための固定軸95が設けられている。吐出液体の供給
は、液体容器の吐出液体供給路92から接続部材の供給
路84を介して液体供給部材80の吐出液体供給路81
に供給され、各部材の吐出液体供給路83,71,21
を介して第1の共通液室に供給される。発泡液も同様
に、液体容器の供給路93から接続部材の供給路を介し
て液体供給部材80の発泡液供給路82に供給され、各
部材の発泡液体供給路84,71,22を介して第2液
室に供給される。The liquid container 90 contains therein a discharge liquid such as ink supplied to the liquid discharge head and a foaming liquid for generating bubbles inside. Outside the liquid container 90, a positioning portion 94 for arranging a connection member for connecting the liquid ejection head and the liquid container and a fixed shaft 95 for fixing the connection portion are provided. The discharge liquid is supplied from the discharge liquid supply path 92 of the liquid container to the discharge liquid supply path 81 of the liquid supply member 80 via the supply path 84 of the connection member.
And the discharge liquid supply paths 83, 71, 21 of each member
To the first common liquid chamber. Similarly, the foaming liquid is supplied from the supply path 93 of the liquid container to the foaming liquid supply path 82 of the liquid supply member 80 via the supply path of the connecting member, and is supplied via the foaming liquid supply paths 84, 71, and 22 of the respective members. The liquid is supplied to the second liquid chamber.
【0240】以上の液体吐出ヘッドカートリッジにおい
ては、発泡液と吐出液が異なる液体である場合も、供給
を行いうる供給形態および液体容器で説明したが、吐出
液体と発泡液体とが同じである場合には、発泡液と吐出
液の供給経路および容器を分けなくてもよい。In the above-described liquid discharge head cartridge, a description has been given of the supply form and the liquid container that can supply even when the foaming liquid and the discharge liquid are different liquids. However, the supply path and the container for the foaming liquid and the discharge liquid do not have to be divided.
【0241】なお、この液体容器には、各液体の消費後
に液体を再充填して使用してもよい。このためには液体
容器に液体注入口を設けておくことが望ましい。又、液
体吐出ヘッドと液体容器とは一体であってもよく、分離
可能としてもよい。It is to be noted that the liquid container may be refilled with the liquid after the consumption of each liquid and used. For this purpose, it is desirable to provide a liquid inlet in the liquid container. Further, the liquid discharge head and the liquid container may be integrated or may be separable.
【0242】<液体吐出装置>図28は、液体吐出装置
の概略構成図である。<Liquid Discharge Apparatus> FIG. 28 is a schematic configuration diagram of a liquid discharge apparatus.
【0243】本形態では特に吐出液体としてインクを用
いたインク吐出記録装置を用いて説明する液体吐出装置
のキャリッジHCは、インクを収容する液体タンク部9
0と液体吐出ヘッド部200とが着脱可能なヘッドカー
トリッジを搭載しており、被記録媒体搬送手段で搬送さ
れる記録紙等の被記録媒体150の幅方向に往復移動す
る。In the present embodiment, the carriage HC of the liquid discharge apparatus described using an ink discharge recording apparatus using ink as the discharge liquid is a liquid tank section 9 for storing ink.
0 and a liquid ejection head unit 200 are provided with a detachable head cartridge, and reciprocate in the width direction of a recording medium 150 such as recording paper conveyed by recording medium conveying means.
【0244】不図示の駆動信号供給手段からキャリッジ
上の液体吐出手段に駆動信号が供給されると、この信号
に応じて液体吐出ヘッドから被記録媒体に対して記録液
体が吐出される。When a drive signal is supplied from a drive signal supply means (not shown) to the liquid discharge means on the carriage, the recording liquid is discharged from the liquid discharge head to the recording medium in accordance with this signal.
【0245】また、本形態の液体吐出装置においては、
被記録媒体搬送手段とキャリッジを駆動するための駆動
源としてのモータ111、駆動源からの動力をキャリッ
ジに伝えるためのギア112,113キャリッジ軸11
5等を有している。この記録装置及びこの記録装置で行
う液体吐出方法によって、各種の被記録媒体に対して液
体を吐出することで良好な画像の記録物を得ることがで
きた。In the liquid discharging apparatus of the present embodiment,
A motor 111 as a drive source for driving the recording medium transporting means and the carriage; gears 112 and 113 for transmitting power from the drive source to the carriage;
5 and so on. With this recording apparatus and the liquid ejection method performed by this recording apparatus, a recorded matter of a good image could be obtained by ejecting liquid to various recording media.
【0246】図29は、本発明の液体吐出方法および液
体吐出ヘッドを適用したインク吐出記録を動作させるた
めの装置全体のブロック図である。FIG. 29 is a block diagram of the entire apparatus for operating ink discharge recording using the liquid discharge method and liquid discharge head of the present invention.
【0247】記録装置は、ホストコンピュータ300よ
り印字情報を制御信号として受ける。印字情報は印字装
置内部の入力インタフェイス301に一時保存されると
同時に、記録装置内で処理可能なデータに変換され、ヘ
ッド駆動信号供給手段を兼ねるCPU302に入力され
る。CPU302はROM303に保存されている制御
プログラムに基づき、前記CPU302に入力されたデ
ータをRAM304等の周辺ユニットを用いて処理し、
印字するデータ(画像データ)に変換する。The recording device receives print information from the host computer 300 as a control signal. The print information is temporarily stored in an input interface 301 inside the printing apparatus, and at the same time, is converted into data that can be processed in the printing apparatus, and is input to the CPU 302 also serving as a head drive signal supply unit. The CPU 302 processes data input to the CPU 302 using a peripheral unit such as the RAM 304 based on a control program stored in the ROM 303,
Convert to print data (image data).
【0248】またCPU302は前記画像データを記録
用紙上の適当な位置に記録するために、画像データに同
期して記録用紙および記録ヘッドを移動する駆動用モー
タを駆動するための駆動データを作る。画像データおよ
びモータ駆動データは、各々ヘッドドライバ307と、
モータドライバ305を介し、ヘッド200および駆動
モータ306に伝達され、それぞれ制御されたタイミン
グで駆動され画像を形成する。In order to record the image data at an appropriate position on the recording paper, the CPU 302 creates drive data for driving a driving motor for moving the recording paper and the recording head in synchronization with the image data. The image data and the motor drive data are respectively
The image is transmitted to the head 200 and the drive motor 306 via the motor driver 305, and is driven at a controlled timing to form an image.
【0249】上述のような記録装置に適用でき、インク
等の液体の付与が行われる被記録媒体としては、各種の
紙やOHPシート、コンパクトディスクや装飾板等に用
いられるプラスチック材、布帛、アルミニュウムや銅等
の金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板
等の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ
等の三次元構造体等を対象とすることができる。The recording medium which can be applied to the above-described recording apparatus and to which a liquid such as ink is applied includes plastics, cloth, aluminum, etc. used for various papers, OHP sheets, compact discs, decorative plates, and the like. Metal materials such as copper and copper, leather materials such as cow skin, pig skin and artificial leather, wood such as wood and plywood, ceramic materials such as bamboo materials and tiles, and three-dimensional structures such as sponges can be targeted.
【0250】また上述の記録装置として、各種の紙やO
HPシート等に対して記録を行うプリンタ装置、コンパ
クトディスク等のプラスチック材に記録を行うプラスチ
ック用記録装置、金属板に記録を行う金属用記録装置、
皮革に記録を行う皮革用記録装置、木材に記録を行う木
材用記録装置、セラミックス材に記録を行うセラミック
ス用記録装置、スポンジ等の三次元網状構造体に対して
記録を行う記録装置、又布帛に記録を行う捺染装置等を
も含むものである。As the recording apparatus described above, various types of paper and O
A printer device for recording on an HP sheet or the like, a recording device for a plastic for recording on a plastic material such as a compact disc, a recording device for a metal for recording on a metal plate,
A recording device for leather for recording on leather, a recording device for wood for recording on wood, a recording device for ceramics for recording on ceramic materials, a recording device for recording on a three-dimensional network structure such as a sponge, and a cloth Also includes a textile printing device for performing recording on the paper.
【0251】またこれらの液体吐出装置に用いる吐出液
としては、夫々の被記録媒体や記録条件に合わせた液体
を用いればよい。As the discharge liquid used in these liquid discharge devices, a liquid suitable for each recording medium and recording conditions may be used.
【0252】<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。<Recording System> Next, an example of an ink jet recording system for performing recording on a recording medium using the liquid discharge head of the present invention as a recording head will be described.
【0253】図30は、前述した本発明の液体吐出ヘッ
ド201を用いたインクジェット記録システムの構成を
説明するための模式図である。FIG. 30 is a schematic diagram for explaining the configuration of an ink jet recording system using the above-described liquid discharge head 201 of the present invention.
【0254】本形態における液体吐出ヘッドは、被記録
媒体150の記録可能幅に対応した長さに360dpi
の間隔で吐出口を複数配したフルライン型のヘッドであ
り、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),
ブラック(Bk)の4色に対応した4つのヘッドをホル
ダ202によりX方向に所定の間隔を持って互いに平行
に固定支持されている。The liquid discharge head of this embodiment has a length of 360 dpi corresponding to the recordable width of the recording medium 150.
Is a full line type head having a plurality of ejection ports arranged at intervals of yellow (Y), magenta (M), cyan (C),
Four heads corresponding to the four colors of black (Bk) are fixedly supported by the holder 202 in parallel with each other at a predetermined interval in the X direction.
【0255】これらのヘッドに対してそれぞれ駆動信号
供給手段を構成するヘッドドライバ307から信号が供
給され、この信号に基づいて各ヘッドの駆動が成され
る。A signal is supplied to each of these heads from a head driver 307 constituting drive signal supply means, and each head is driven based on this signal.
【0256】各ヘッドには、吐出液としてY,M,C,
Bkの4色のインクがそれぞれ204a〜204dのイ
ンク容器から供給されている。なお、符号204eは発
泡液が蓄えられた発泡液容器であり、この容器から各ヘ
ッドに発泡液が供給される構成になっている。In each head, Y, M, C,
Bk four color inks are supplied from ink containers 204a to 204d, respectively. Reference numeral 204e denotes a foaming liquid container in which a foaming liquid is stored, and the foaming liquid is supplied from the container to each head.
【0257】また、各ヘッドの下方には、内部にスポン
ジ等のインク吸収部材が配されたヘッドキャップ203
a〜203dが設けられており、非記録時に各ヘッドの
吐出口を覆うことでヘッドの保守を成すことができる。Under each head, a head cap 203 having an ink absorbing member such as a sponge disposed therein.
a to 203d are provided, and the maintenance of the head can be performed by covering the ejection openings of each head during non-printing.
【0258】符号206は、先の各実施例で説明したよ
うな各種、非記録媒体を搬送するための搬送手段を構成
する搬送ベルトである。搬送ベルト206は、各種ロー
ラにより所定の経路に引き回されており、モータドライ
バ305に接続された駆動用ローラにより駆動される。Reference numeral 206 denotes a transport belt which constitutes transport means for transporting various types of non-recording media as described in the above embodiments. The transport belt 206 is drawn around a predetermined path by various rollers, and is driven by a driving roller connected to a motor driver 305.
【0259】本形態のインクジェット記録システムにお
いては、記録を行う前後に被記録媒体に対して各種の処
理を行う前処理装置251および後処理装置252をそ
れぞれ被記録媒体搬送経路の上流と下流に設けている。In the ink jet recording system of this embodiment, a pre-processing device 251 and a post-processing device 252 for performing various processes on the recording medium before and after recording are provided upstream and downstream of the recording medium transport path, respectively. ing.
【0260】前処理と後処理は、記録を行う被記録媒体
の種類やインクの種類に応じて、その処理内容が異なる
が、例えば、金属、プラスチック、セラミックス等の被
記録媒体に対しては、前処理として、紫外線とオゾンの
照射を行い、その表面を活性化することでインクの付着
性の向上を図ることができる。また、プラスチック等の
静電気を生じやすい被記録媒体においては、静電気によ
ってその表面にゴミが付着しやすく、このゴミによって
良好な記録が妨げられる場合がある。このため、前処理
としてイオナイザ装置を用い被記録媒体の静電気を除去
することで、被記録媒体からごみの除去を行うとよい。
また、被記録媒体として布帛を用いる場合には、滲み防
止、先着率の向上等の観点から布帛にアルカリ性物質、
水溶性物質、合成高分子、水溶性金属塩、尿素およびチ
オ尿素から選択される物質を付与する処理を前処理とし
て行えばよい。前処理としては、これらに限らず、被記
録媒体の温度を記録に適切な温度にする処理等であって
もよい。The contents of the pre-processing and post-processing differ depending on the type of recording medium on which recording is performed and the type of ink. For example, for recording media such as metals, plastics, and ceramics, As a pretreatment, irradiation of ultraviolet rays and ozone is performed to activate the surface, thereby improving the adhesion of the ink. Further, in a recording medium such as plastic which easily generates static electricity, dust easily adheres to the surface due to the static electricity, and good recording may be hindered by the dust. For this reason, it is preferable to remove dust from the recording medium by removing static electricity from the recording medium using an ionizer device as a pretreatment.
When a cloth is used as a recording medium, an alkaline substance,
A treatment for providing a substance selected from a water-soluble substance, a synthetic polymer, a water-soluble metal salt, urea, and thiourea may be performed as pretreatment. The pre-processing is not limited to these, and may be a process of setting the temperature of the recording medium to a temperature suitable for recording.
【0261】一方、後処理は、インクが付与された被記
録媒体に対して熱処理、紫外線照射等によるインクの定
着を促進する定着処理や、前処理で付与し未反応で残っ
た処理剤を洗浄する処理等を行うものである。On the other hand, the post-treatment is a fixing treatment for promoting the fixing of the ink to the recording medium to which the ink has been applied by heat treatment, ultraviolet irradiation, or the like, or a cleaning treatment for applying the pre-treatment and remaining unreacted processing agent. And the like.
【0262】なお、本形態では、ヘッドとしてフルライ
ンヘッドを用いて説明したが、これに限らず、前述した
ような小型のヘッドを被記録媒体の幅方向に搬送して記
録を行う形態のものであってもよい。Although the present embodiment has been described using a full-line head as the head, the present invention is not limited to this, and the recording is performed by transporting a small head as described above in the width direction of the recording medium. It may be.
【0263】<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。<Head Kit> A head kit having the liquid discharge head of the present invention will be described below.
【0264】図31は、ヘッドキットの模式図である。FIG. 31 is a schematic diagram of a head kit.
【0265】図31に示すヘッドキットは、インクを吐
出するインク吐出部511を有する本発明のヘッド51
0と、このヘッドと不可分もしくは分離可能な液体容器
であるインク容器520と、このインク容器にインクを
充填するためのインクを保持したインク充填手段とを、
キット容器501内に納めたものである。The head kit shown in FIG. 31 has a head 51 of the present invention having an ink discharge section 511 for discharging ink.
0, an ink container 520 that is an inseparable or separable liquid container from the head, and an ink filling unit that holds ink for filling the ink container with ink.
It is contained in a kit container 501.
【0266】インクを消費し終わった場合には、インク
容器の大気連通口521やヘッドとの接続部や、もしく
はインク容器の壁に開けた穴などに、インク充填手段の
挿入部(注射針等)531の一部を挿入し、この挿入部
を介してインク充填手段内のインクをインク容器内に充
填すればよい。When the ink has been consumed, the insertion portion of the ink filling means (such as an injection needle) is inserted into the air communication port 521 of the ink container or the connection portion with the head, or into a hole formed in the wall of the ink container. It is sufficient to insert a part of 531 and fill the ink container with the ink in the ink filling means through the insertion portion.
【0267】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。Thus, the liquid discharge head of the present invention
By packing the ink container and ink filling means into one kit container to make a kit, even if the ink is consumed, the ink can be quickly and easily filled into the ink container as described above. Recording can be started quickly.
【0268】なお、本形態のヘッドキットでは、インク
充填手段が含まれるもので説明を行ったが、ヘッドキッ
トとしては、インク充填手段を持たず、インクが充填さ
れた分離可能タイプのインク容器とヘッドとがキット容
器510内に納められている形態のものであってもよ
い。Although the head kit of the present embodiment has been described as including the ink filling means, the head kit does not have the ink filling means, and is provided with a separable type ink container filled with ink. The head may be in a form accommodated in the kit container 510.
【0269】また、この図31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。In FIG. 31, only the ink filling means for filling the ink container with ink is shown, but in addition to the ink container, a foaming liquid filling means for filling the foaming liquid with the foaming liquid container is provided. It may be in a form contained in a kit container.
【0270】[0270]
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0271】(第1の実施例)図32は、本発明の液体
吐出ヘッドの第1の実施例の構成を示す断面図であり、
(a)は可動部材が変位していない状態を示す図、
(b)は可動部材が変位している状態を示す図である。(First Embodiment) FIG. 32 is a sectional view showing the structure of a liquid discharge head according to a first embodiment of the present invention.
(A) is a diagram showing a state where the movable member is not displaced,
(B) is a figure which shows the state which the movable member has displaced.
【0272】本実施例は図32に示すように、液体を吐
出する吐出口718と、液体に気泡740を発生させる
ための熱エネルギーを与える発熱体702と、吐出口7
18から吐出される液体が貯留されている共通液室71
3と、吐出口718と連通し、共通液室713内の液体
を吐出口718へ導く第1液流路714と、発熱体70
2上に形成された気泡発生領域711を含む第2液流路
716と、気泡発生領域711に面して吐出口718側
を自由端732、共通液室713側を支点733として
第1液流路714と第2液流路716とを分離するよう
に設けられ、気泡発生領域711において発生する気泡
740の圧力によって第1液流路714側に変位して第
1液流路714と第2液流路716とを連通させる第1
の可動部材731と、第2液流路716の気泡発生領域
711よりも共通液室713側に設けられ、気泡発生領
域711において発生する気泡740の圧力によって変
位して気泡発生領域711と共通液室713とを分離す
る第2の可動部材751とから構成されている。In this embodiment, as shown in FIG. 32, a discharge port 718 for discharging a liquid, a heating element 702 for applying thermal energy for generating bubbles 740 to the liquid,
Common liquid chamber 71 in which liquid discharged from 18 is stored.
3, a first liquid flow path 714 communicating with the discharge port 718 and guiding the liquid in the common liquid chamber 713 to the discharge port 718;
The second liquid flow path 716 including the bubble generation area 711 formed on the second liquid flow path 2, the discharge port 718 facing the bubble generation area 711 as a free end 732, and the common liquid chamber 713 side as a fulcrum 733. It is provided so as to separate the passage 714 from the second liquid flow path 716, and is displaced toward the first liquid flow path 714 by the pressure of the bubbles 740 generated in the bubble generation area 711, and the first liquid flow path 714 and the second liquid First for communicating with the liquid flow path 716
The movable member 731 of the second liquid flow path 716 is provided on the common liquid chamber 713 side with respect to the bubble generation region 711, and is displaced by the pressure of the bubble 740 generated in the bubble generation region 711, and is displaced by the common liquid chamber 711. And a second movable member 751 that separates the chamber 713.
【0273】以下に、上記のように構成された液体吐出
ヘッドの動作について説明する。Hereinafter, the operation of the liquid ejection head configured as described above will be described.
【0274】図32に示すような液体吐出ヘッドから液
体を吐出する場合、発熱体702を加熱すると、発熱体
702上の気泡発生領域711において気泡740が発
生する。この状態では、可動部材731は、第1液流路
714と第2液流路716とを分離するようになってお
り、また、可動部材751は、気泡発生領域711と共
通液室713とを連通させる状態となっている(図32
(a))。In the case of discharging liquid from the liquid discharge head as shown in FIG. 32, when the heating element 702 is heated, bubbles 740 are generated in the bubble generation area 711 on the heating element 702. In this state, the movable member 731 separates the first liquid flow path 714 and the second liquid flow path 716, and the movable member 751 connects the bubble generation area 711 and the common liquid chamber 713. The communication is established (FIG. 32).
(A)).
【0275】そして、気泡発生領域711において発生
した気泡740が成長すると、気泡発生の圧力によっ
て、可動部材731の自由端732が第1液流路714
側に変位し、第1液流路714と第2液流路716とが
連通された状態となる。また、気泡発生の圧力によって
可動部材751が気泡発生領域711と共通液室713
とを分離するように変位し、気泡発生領域711と共通
液室713とが分離される(図32(b))。When the bubble 740 generated in the bubble generation region 711 grows, the free end 732 of the movable member 731 is moved by the pressure of the bubble generation to the first liquid flow path 714.
And the first liquid flow path 714 and the second liquid flow path 716 are in communication with each other. In addition, the movable member 751 is moved by the pressure of the bubble generation to the bubble generation region 711 and the common liquid chamber 713.
And the common liquid chamber 713 is separated from the bubble generation region 711 (FIG. 32B).
【0276】このようにして、可動部材731の変位に
よって、気泡740の発生による圧力が可動部材731
に沿った状態で吐出口718側に向けられ、吐出口71
8から液体が効率良く吐出される。また、気泡発生領域
711に存在していた液体が気泡740の発生により共
通液室713側に押し戻されるが、気泡740の発生に
伴って可動部材751が変位することにより、気泡発生
領域711と共通液室713とが分離され、気泡発生領
域711に存在していた液体が共通液室713に逆流す
ることが防止される。As described above, the displacement of the movable member 731 causes the pressure generated by the bubble 740 to be increased.
Are directed to the discharge port 718 side along the
8 efficiently discharges the liquid. Further, the liquid existing in the bubble generation region 711 is pushed back to the common liquid chamber 713 side by the generation of the bubble 740, but the movable member 751 is displaced along with the generation of the bubble 740, so that the liquid existing in the bubble generation region 711 is common. The liquid chamber 713 is separated from the liquid chamber 713, and the liquid existing in the bubble generation region 711 is prevented from flowing back to the common liquid chamber 713.
【0277】その後、気泡740が収縮し、消泡する
と、可動部材731が閉じた状態となって再び、第1液
流路714と第2液流路716とが分離され、また、可
動部材751が開いた状態となって再び、気泡発生領域
711と共通液室713とが連通する(図32
(a))。Thereafter, when the bubble 740 contracts and disappears, the movable member 731 is closed and the first liquid flow path 714 and the second liquid flow path 716 are separated again. Is opened, and the bubble generation region 711 and the common liquid chamber 713 communicate again (FIG. 32).
(A)).
【0278】可動部材731が閉じた状態となると、共
通液室713から第1液流路714内に吐出のための液
体が供給されて吐出口718付近に充填され、また、可
動部材751が開いた状態となると、共通液室713か
ら第2液流路716内に液体が供給されて気泡発生領域
711に充填される。When the movable member 731 is in the closed state, a liquid for discharge is supplied from the common liquid chamber 713 into the first liquid flow path 714 to fill the vicinity of the discharge port 718, and the movable member 751 is opened. In this state, the liquid is supplied from the common liquid chamber 713 into the second liquid flow path 716 to fill the bubble generation area 711.
【0279】以上説明した動作が繰返し行われることに
より、共通液室713内の液体が吐出口718から吐出
される。By repeating the above-described operation, the liquid in the common liquid chamber 713 is discharged from the discharge port 718.
【0280】(第2の実施例)図33は、本発明の液体
吐出ヘッドの第2の実施例の構成を示す断面図であり、
(a)は可動部材が変位していない状態を示す図、
(b)は可動部材が変位している状態を示す図である。(Second Embodiment) FIG. 33 is a sectional view showing the structure of a liquid discharge head according to a second embodiment of the present invention.
(A) is a diagram showing a state where the movable member is not displaced,
(B) is a figure which shows the state which the movable member has displaced.
【0281】本実施例は図33に示すように、第1の実
施例において説明したものに対して、第1液流路714
に液体を供給する液室と第2液流路716に液体を供給
する液室とを別々に設け、第1液流路714に供給する
液体と第2液流路716に供給する液体とを別液体とし
たものであり、これにより、吐出される液体が発熱体7
02上を通過することがなくなるため、熱に弱い液体等
を吐出に使用する場合に、発熱体702上にこげ等の堆
積物が堆積することがなくなる。In this embodiment, as shown in FIG. 33, the first liquid flow path 714 is different from that described in the first embodiment.
And a liquid chamber for supplying liquid to the second liquid flow path 716 are separately provided, and the liquid supplied to the first liquid flow path 714 and the liquid supplied to the second liquid flow path 716 are separately provided. The liquid to be ejected is different from the heating element 7.
Since the liquid does not pass over the heating element 702, deposits such as burns do not accumulate on the heating element 702 when a heat-sensitive liquid or the like is used for ejection.
【0282】(第3の実施例)上述した第1及び第2の
実施例においては、共通液室と第2液流路とを分離する
ように変位する第2の可動部材を、第1の可動部材が変
位する気泡の発生による圧力によって変位させていた
が、発熱体を別個に設け、該発熱体における発熱動作に
伴って変位させることも考えられる。(Third Embodiment) In the first and second embodiments described above, the second movable member which is displaced so as to separate the common liquid chamber and the second liquid flow path from each other is replaced by the first movable member. Although the movable member is displaced by pressure due to the generation of displaced bubbles, a heating element may be separately provided and displaced in accordance with the heating operation of the heating element.
【0283】図34は、本発明の液体吐出ヘッドの第3
の実施例の構成を示す断面図であり、(a)は可動部材
が変位していない状態を示す図、(b)は可動部材が変
位している状態を示す図である。FIG. 34 shows a third embodiment of the liquid discharge head according to the present invention.
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating a configuration of the example of FIG. 3A, wherein FIG. 3A is a diagram illustrating a state where the movable member is not displaced, and FIG.
【0284】本実施例は図34に示すように、液体を吐
出する吐出口818と、液体に気泡840を発生させる
ための熱エネルギーを与える第1の発熱体802と、吐
出口818から吐出される液体が貯留されている共通液
室813と、吐出口818と連通し、共通液室813内
の液体を吐出口818へ導く第1液流路814と、発熱
体802上に形成された第1の気泡発生領域811を含
む第2液流路816と、気泡発生領域811に面して吐
出口818側を自由端832、共通液室813側を支点
833として第1液流路814と第2液流路816とを
分離するように設けられ、気泡発生領域811において
発生する気泡840の圧力によって第1液流路814側
に変位して第1液流路814と第2液流路816とを連
通させる第1の可動部材831と、気泡発生領域811
より共通液室813側に設けられ、液体に気泡940を
発生させるための熱エネルギーを与える発熱体902
と、発熱体902上に形成された第2の気泡発生領域9
11を含む第3液流路817と、気泡発生領域911に
面して吐出口818側を自由端、共通液室813側を支
点として第2液流路816と第3液流路817とを分離
するように設けられ、気泡発生領域911において発生
する気泡940の圧力によって第2液流路816側に変
位して第2液流路816と第3液流路817とを連通さ
せる第2の可動部材851とから構成されている。In this embodiment, as shown in FIG. 34, a discharge port 818 for discharging liquid, a first heating element 802 for applying thermal energy for generating bubbles 840 to the liquid, and a discharge port 818 for discharging liquid. A first liquid flow path 814 communicating with the common liquid chamber 813 in which the liquid is stored, the discharge port 818, and guiding the liquid in the common liquid chamber 813 to the discharge port 818, and a first liquid passage 814 formed on the heating element 802. The second liquid flow path 816 including the first bubble generation area 811, the first liquid flow path 814 having the discharge port 818 side facing the bubble generation area 811 as a free end 832, and the common liquid chamber 813 side as a fulcrum 833. The second liquid flow path 816 is provided so as to be separated from the second liquid flow path 816, and is displaced toward the first liquid flow path 814 by the pressure of the bubbles 840 generated in the bubble generation area 811. The first possible to communicate with A member 831, the bubble generating area 811
A heating element 902 that is provided closer to the common liquid chamber 813 and provides thermal energy for generating bubbles 940 in the liquid.
And the second bubble generation region 9 formed on the heating element 902
11 and a second liquid flow path 816 and a third liquid flow path 817 facing the bubble generation region 911 with the discharge port 818 side as a free end and the common liquid chamber 813 as a fulcrum. A second liquid passage 816 that is provided so as to be separated and is displaced toward the second liquid flow path 816 by the pressure of the bubbles 940 generated in the bubble generation area 911 to communicate the second liquid flow path 816 and the third liquid flow path 817. And a movable member 851.
【0285】以下に、上記のように構成された液体吐出
ヘッドの動作について説明する。Hereinafter, the operation of the liquid ejection head configured as described above will be described.
【0286】図34に示すような液体吐出ヘッドから液
体を吐出する場合、発熱体802,902を加熱する
と、発熱体802,902上の気泡発生領域811,9
11において気泡840,940がそれぞれ発生する。
この状態では、可動部材831は、第1液流路814と
第2液流路816とを分離するようになっており、ま
た、可動部材851は、第2液流路816と第3液流路
817とを分離するとともに気泡発生領域811と共通
液室813とを連通させる状態となっている(図34
(a))。In the case where the liquid is discharged from the liquid discharge head as shown in FIG. 34, when the heating elements 802 and 902 are heated, the bubble generating areas 811 and 9 on the heating elements 802 and 902 are heated.
11, air bubbles 840 and 940 are respectively generated.
In this state, the movable member 831 separates the first liquid flow path 814 and the second liquid flow path 816, and the movable member 851 moves the second liquid flow path 816 and the third liquid flow path 816. The path 817 is separated and the bubble generation area 811 communicates with the common liquid chamber 813 (FIG. 34).
(A)).
【0287】そして、気泡発生領域811において発生
した気泡840が成長すると、気泡840発生の圧力に
よって、可動部材831の自由端832が第1液流路8
14側に変位し、第1液流路814と第2液流路816
とが連通された状態となる。また、同時に、気泡発生領
域911において発生した気泡940が成長すると、気
泡940発生の圧力によって、可動部材851の自由端
が第2液流路816側に変位し、第2液流路816と第
3液流路817とが連通されるとともに、気泡発生領域
811と共通液室813とが分離されるような状態とな
る(図34(b))。When the bubble 840 generated in the bubble generation region 811 grows, the free end 832 of the movable member 831 is moved by the pressure generated by the bubble 840 to the first liquid flow path 8.
14, the first liquid flow path 814 and the second liquid flow path 816
Are in communication with each other. At the same time, when the bubble 940 generated in the bubble generation region 911 grows, the free end of the movable member 851 is displaced toward the second liquid flow path 816 by the pressure of the bubble 940 generation, and the second liquid flow path 816 and the second liquid flow path 816 are displaced. The three liquid flow paths 817 communicate with each other, and the bubble generation area 811 and the common liquid chamber 813 are separated from each other (FIG. 34B).
【0288】このようにして、可動部材831の変位に
よって、気泡840の発生による圧力が可動部材831
に沿った状態で吐出口818側に向けられ、吐出口81
8から液体が効率良く吐出される。また、気泡発生領域
811に存在していた液体が気泡840の発生により共
通液室813側に押し戻されるが、気泡940の発生に
伴って可動部材851が変位することにより、気泡発生
領域811と共通液室813とが分離され、気泡発生領
域811に存在していた液体が共通液室813に逆流す
ることが防止される。In this manner, the displacement of the movable member 831 causes the pressure generated by the bubble 840 to be increased.
Are directed to the ejection port 818 side along the
8 efficiently discharges the liquid. Further, the liquid existing in the bubble generation region 811 is pushed back to the common liquid chamber 813 due to the generation of the bubble 840, but the movable member 851 is displaced along with the generation of the bubble 940, so that the liquid existing in the bubble generation region 811 is common. The liquid chamber 813 is separated from the liquid chamber 813, and the liquid existing in the bubble generation region 811 is prevented from flowing back to the common liquid chamber 813.
【0289】その後、気泡840が収縮し、消泡する
と、可動部材831が閉じた状態となって再び、第1液
流路814と第2液流路816とが分離され、また、気
泡940が収縮し、消泡すると、可動部材851が開い
た状態となって再び、第2液流路816と第3液流路8
17とが分離されるとともに気泡発生領域811と共通
液室813とが連通する(図32(a))。Thereafter, when the bubble 840 contracts and disappears, the movable member 831 is closed and the first liquid flow path 814 and the second liquid flow path 816 are separated again. When the movable member 851 is contracted and defoamed, the movable member 851 is opened, and the second liquid flow path 816 and the third liquid flow path 8
17, and the bubble generation region 811 and the common liquid chamber 813 communicate with each other (FIG. 32A).
【0290】可動部材831が閉じた状態となると、共
通液室813から第1液流路814内に吐出のための液
体が供給されて吐出口818付近に充填され、また、可
動部材851が開いた状態となると、共通液室813か
ら第2液流路816内に液体が供給されて気泡発生領域
811に充填される。When the movable member 831 is in the closed state, a liquid for discharge is supplied from the common liquid chamber 813 into the first liquid flow path 814 to fill the vicinity of the discharge port 818, and the movable member 851 is opened. In this state, the liquid is supplied from the common liquid chamber 813 into the second liquid flow path 816 to fill the bubble generation area 811.
【0291】以上説明した動作が繰返し行われることに
より、共通液室813内の液体が吐出口818から吐出
される。By repeating the operation described above, the liquid in the common liquid chamber 813 is discharged from the discharge port 818.
【0292】(第4の実施例)図35は、本発明の液体
吐出ヘッドの第4の実施例の構成を示す断面図であり、
(a)は可動部材が変位していない状態を示す図、
(b)は可動部材が変位している状態を示す図である。(Fourth Embodiment) FIG. 35 is a sectional view showing the structure of a liquid discharge head according to a fourth embodiment of the present invention.
(A) is a diagram showing a state where the movable member is not displaced,
(B) is a figure which shows the state which the movable member has displaced.
【0293】本実施例は図35に示すように、第3の実
施例において説明したものに対して、第1液流路814
に液体を供給する液室と第2液流路816及び第3液流
路817に液体を供給する液室とを別々に設け、第1液
流路814に供給する液体と第2液流路816及び第3
液流路817に供給する液体とを別液体としたものであ
り、これにより、吐出される液体が発熱体802上を通
過することがなくなるため、熱に弱い液体等を吐出に使
用する場合に、発熱体802上にこげ等の堆積物が堆積
することがなくなる。In this embodiment, as shown in FIG. 35, the first liquid flow path 814 is different from that described in the third embodiment.
And a liquid chamber for supplying liquid to the second liquid flow path 816 and the third liquid flow path 817 are separately provided, and the liquid supplied to the first liquid flow path 814 and the second liquid flow path are provided separately. 816 and third
Since the liquid supplied to the liquid flow path 817 is different from the liquid, the liquid to be discharged does not pass over the heating element 802. Therefore, when a liquid weak to heat is used for discharging. In addition, deposits such as burns do not accumulate on the heating element 802.
【0294】[0294]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.
【0295】(1)第1の可動部材の変位によって気泡
の発生による圧力が第1の可動部材に沿った状態で吐出
口側に向けられるため、液体を吐出口から効率良く吐出
することができる。(1) Since the pressure due to the generation of bubbles is directed to the ejection port side along the first movable member by the displacement of the first movable member, the liquid can be efficiently ejected from the ejection port. .
【0296】(2)気泡の発生に伴って第2の可動部材
が変位することにより、気泡発生領域と液室とが分離さ
れるため、気泡発生領域に存在していた液体が液室に逆
流することが防止され、気泡発生による圧力が吐出口と
逆方向に伝達されることを防止することができる。(2) As the second movable member is displaced by the generation of bubbles, the bubble generation region and the liquid chamber are separated from each other, so that the liquid existing in the bubble generation region flows back into the liquid chamber. And the pressure due to the generation of bubbles can be prevented from being transmitted in the opposite direction to the discharge port.
【0297】(3)上述した効果により、インク吐出量
を増やすことができ、また、周波数特性を向上させるこ
とができ、さらに、ヘッドの寿命を延ばすことができ
る。(3) Due to the above-described effects, the ink discharge amount can be increased, the frequency characteristics can be improved, and the life of the head can be extended.
【0298】(4)液路を吐出液用と発泡液用とに分離
した場合、吐出される液体が発熱体上を通過することが
なくなるため、熱に弱い液体等を吐出に使用する場合
に、発熱体上にこげ等の堆積物が堆積することを防止す
ることができる。(4) In the case where the liquid path is divided into the discharge liquid path and the foaming liquid path, the liquid to be discharged does not pass over the heating element. In addition, it is possible to prevent deposits such as burns from depositing on the heating element.
【図1】本発明の液体吐出ヘッドの一例を示す模式断面
図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a liquid ejection head of the present invention.
【図2】本発明の液体吐出ヘッドの部分破断斜視図であ
る。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the liquid ejection head of the present invention.
【図3】従来のヘッドにおける気泡からの圧力伝搬を示
す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing pressure propagation from bubbles in a conventional head.
【図4】本発明のヘッドにおける気泡からの圧力伝搬を
示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing pressure propagation from bubbles in the head of the present invention.
【図5】本発明の液体の流れを説明するための模式図で
ある。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a flow of a liquid according to the present invention.
【図6】本発明の第2の実施の形態における液体吐出ヘ
ッドの部分破断斜視図である。FIG. 6 is a partially broken perspective view of a liquid discharge head according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第3の実施の形態における液体吐出ヘ
ッドの部分破断斜視図である。FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of a liquid ejection head according to a third embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第4の実施の形態における液体吐出ヘ
ッドの断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a liquid ejection head according to a fourth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第5の実施の形態における液体吐出ヘ
ッドの模式断面図である。FIG. 9 is a schematic sectional view of a liquid ejection head according to a fifth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第6の実施の形態における液体吐出
ヘッド(2流路)の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a liquid ejection head (two flow paths) according to a sixth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第6の実施の形態における液体吐出
ヘッドの部分破断斜視図である。FIG. 11 is a partially broken perspective view of a liquid ejection head according to a sixth embodiment of the present invention.
【図12】可動部材の動作を説明するための図である。FIG. 12 is a view for explaining the operation of the movable member.
【図13】可動部材と第1液流路の構造を説明するため
の図である。FIG. 13 is a view for explaining a structure of a movable member and a first liquid flow path.
【図14】可動部材と液流路の構造を説明するための図
である。FIG. 14 is a view for explaining a structure of a movable member and a liquid flow path.
【図15】可動部材の他の形状を説明するための図であ
る。FIG. 15 is a view for explaining another shape of the movable member.
【図16】発熱体面積とインク吐出量の関係を示す図で
ある。FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship between a heating element area and an ink ejection amount.
【図17】可動部材と発熱体との配置関係を示す図であ
る。FIG. 17 is a diagram illustrating an arrangement relationship between a movable member and a heating element.
【図18】発熱体のエッジと支点までの距離と可動部材
の変位量の関係を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a relationship between a distance between an edge of a heating element and a fulcrum and a displacement amount of a movable member.
【図19】発熱体と可動部材との配置関係を説明するた
めの図である。FIG. 19 is a diagram for explaining an arrangement relationship between a heating element and a movable member.
【図20】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。FIG. 20 is a longitudinal sectional view of the liquid ejection head of the present invention.
【図21】駆動パルスの形状を示す模式図である。FIG. 21 is a schematic diagram showing a shape of a driving pulse.
【図22】本発明の液体吐出ヘッドの供給路を説明する
ための断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining a supply path of the liquid ejection head of the present invention.
【図23】本発明のヘッドの分解斜視図である。FIG. 23 is an exploded perspective view of the head of the present invention.
【図24】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明す
るための工程図である。FIG. 24 is a process chart for explaining the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.
【図25】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明す
るための工程図である。FIG. 25 is a process diagram for describing the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.
【図26】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明す
るための工程図である。FIG. 26 is a process diagram for describing the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.
【図27】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図で
ある。FIG. 27 is an exploded perspective view of the liquid ejection head cartridge.
【図28】液体吐出装置の概略構成図である。FIG. 28 is a schematic configuration diagram of a liquid ejection device.
【図29】装置ブロック図である。FIG. 29 is a device block diagram.
【図30】液体吐出記録システムを示す図である。FIG. 30 is a diagram showing a liquid ejection recording system.
【図31】ヘッドキットの模式図である。FIG. 31 is a schematic diagram of a head kit.
【図32】本発明の液体吐出ヘッドの第1の実施例の構
成を示す断面図であり、(a)は可動部材が変位してい
ない状態を示す図、(b)は可動部材が変位している状
態を示す図である。FIGS. 32A and 32B are cross-sectional views illustrating a configuration of a liquid ejection head according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 32A illustrates a state where the movable member is not displaced, and FIG. FIG.
【図33】本発明の液体吐出ヘッドの第2の実施例の構
成を示す断面図であり、(a)は可動部材が変位してい
ない状態を示す図、(b)は可動部材が変位している状
態を示す図である。33A and 33B are cross-sectional views illustrating a configuration of a liquid ejection head according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 33A illustrates a state where the movable member is not displaced, and FIG. FIG.
【図34】本発明の液体吐出ヘッドの第3の実施例の構
成を示す断面図であり、(a)は可動部材が変位してい
ない状態を示す図、(b)は可動部材が変位している状
態を示す図である。34A and 34B are cross-sectional views illustrating a configuration of a liquid ejection head according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 34A illustrates a state where the movable member is not displaced, and FIG. FIG.
【図35】本発明の液体吐出ヘッドの第4の実施例の構
成を示す断面図であり、(a)は可動部材が変位してい
ない状態を示す図、(b)は可動部材が変位している状
態を示す図である。FIGS. 35A and 35B are cross-sectional views illustrating a configuration of a liquid ejection head according to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 35A illustrates a state where the movable member is not displaced, and FIG. FIG.
1 素子基板 2,702,802,902 発熱体 3 面積中心 10 液流路 11,711,811,911 気泡発生領域 12 供給路 13,713,813 共通液室 14,714,814 第1液流路 15 第1共通液室 16,716,816 第2液流路 17 第2共通液室 18,718,818 吐出口 19 狭窄部 20 第1供給路 21 第2供給路 22 第1液流路壁 23 第2液流路壁 24 凸部 30 分離壁 31,731,751,831,851 可動部材 32,732,832 自由端 33,733,833 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 40,740,840,940 気泡 45 液滴 50 溝付き部材 51 オリフィスプレート 70 支持体 78 ばね 80 供給部材 817 第3液流路 Reference Signs List 1 element substrate 2, 702, 802, 902 heating element 3 area center 10 liquid flow path 11, 711, 811, 911 bubble generation area 12 supply path 13, 713, 813 common liquid chamber 14, 714, 814 first liquid flow path 15 First common liquid chamber 16,716,816 Second liquid flow path 17 Second common liquid chamber 18,718,818 Discharge port 19 Narrowed portion 20 First supply path 21 Second supply path 22 First liquid flow path wall 23 2nd liquid flow path wall 24 convex part 30 separation wall 31,731,751,831,851 movable member 32,732,832 free end 33,733,833 fulcrum 34 support member 35 slit 36 bubble generation region front wall 37 bubble generation Area side wall 40, 740, 840, 940 Bubble 45 Droplet 50 Grooved member 51 Orifice plate 70 Support 78 Spring 80 Supply member 817 Third liquid Channel
Claims (10)
吐出方法において、 前記液体を吐出する吐出口と、 前記液体に前記気泡を発生させる気泡発生領域と、 前記吐出口から吐出される液体が貯留されている液室
と、 前記気泡発生領域に面して設けられ、第1の位置と該第
1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第2の位置と
の間を変位可能な第1の可動部材と、 前記気泡発生領域より前記液室側に設けられ、前記気泡
発生領域と前記液室とを連通させる第3の位置と前記気
泡発生領域と前記液室とを分離する第4の位置との間を
変位可能な第2の可動部材とを有するヘッドを用い、 前記第1の可動部材を、前記気泡発生領域における気泡
の発生に基づく圧力によって、前記第1の位置から前記
第2の位置へ変位させて前記気泡を前記吐出口に向かう
方向の上流よりも下流に大きく膨張させ、また、前記第
2の可動部材を、前記気泡発生領域における気泡の発生
に基づく圧力によって、前記第3の位置から前記第4の
位置へ変位させて前記気泡発生領域に存在する液体の前
記液室側への流れを防ぐことを特徴とする液体吐出方
法。1. A liquid discharging method for discharging a liquid by generating bubbles, wherein: a discharge port for discharging the liquid; a bubble generation region for generating the bubbles in the liquid; and a liquid discharged from the discharge port. And a first chamber provided facing the bubble generation area and capable of being displaced between a first position and a second position farther from the bubble generation area than the first position. A movable member, a third position provided on the liquid chamber side with respect to the bubble generation region and communicating the bubble generation region with the liquid chamber, and a fourth position separating the bubble generation region and the liquid chamber. And a second movable member displaceable between the first movable member and the second movable member from the first position by the pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region. Position to discharge the air bubbles. The second movable member is expanded from the third position to the fourth position by a pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region, by expanding the second movable member greatly downstream from the upstream in the direction toward the outlet. A liquid discharging method for preventing a liquid existing in the bubble generation region from flowing toward the liquid chamber.
吐出方法において、 前記液体を吐出する吐出口と、 該吐出口に連通し、該吐出口から吐出される液体が流れ
る第1液流路と、 該第1液流路に供給される液体が貯留されている第1の
液室と、 液体に前記気泡を発生させる気泡発生領域と、 該気泡発生領域を含み、前記気泡発生のための液体が流
れる第2液流路と、 該第2液流路に供給される液体が貯留されている第2の
液室と、 前記気泡発生領域に面して設けられ、第1の位置と該第
1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第2の位置と
の間を変位可能な第1の可動部材と、 前記気泡発生領域より前記液室側に設けられ、前記気泡
発生領域と前記第2の液室とを連通させる第3の位置と
前記気泡発生領域と前記第2の液室とを分離する第4の
位置との間を変位可能な第2の可動部材とを有するヘッ
ドを用い、 前記第1の可動部材を、前記気泡発生領域における気泡
の発生に基づく圧力によって、前記第1の位置から前記
第2の位置へ変位させて前記気泡を前記吐出口に向かう
方向の上流よりも下流に大きく膨張させ、また、前記第
2の可動部材を、前記気泡発生領域における気泡の発生
に基づく圧力によって、前記第3の位置から前記第4の
位置へ変位させて前記気泡発生領域に存在する液体の前
記第2の液室側への流れを防ぐことを特徴とする液体吐
出方法。2. A liquid discharging method for discharging a liquid by generating bubbles, comprising: a discharge port for discharging the liquid; and a first liquid flow path communicating with the discharge port and through which the liquid discharged from the discharge port flows. A first liquid chamber in which a liquid to be supplied to the first liquid flow path is stored; a bubble generation region for generating the bubble in the liquid; and a liquid for generating the bubble, including the bubble generation region. A second liquid flow path through which the liquid flows, a second liquid chamber in which the liquid supplied to the second liquid flow path is stored, and a first position provided at the air bubble generation region, the first position and the second position. A first movable member capable of being displaced between a second position farther from the bubble generation region than the first position, and a first movable member provided on the liquid chamber side with respect to the bubble generation region, wherein the bubble generation region and the second A third position for communicating with the second liquid chamber is separated from the bubble generation region and the second liquid chamber. Using a head having a second movable member displaceable between a first position and a fourth position, wherein the first movable member is moved to the first position by a pressure based on bubble generation in the bubble generation region. To the second position to expand the air bubbles more downstream than upstream in the direction toward the discharge port, and to apply a pressure based on the generation of air bubbles in the air bubble generation area to the second movable member. A liquid ejecting method for displacing the liquid present in the bubble generation region from flowing toward the second liquid chamber by displacing the liquid from the third position to the fourth position.
吐出方法において、 前記液体を吐出する吐出口と、 前記液体に前記気泡を発生させる第1の気泡発生領域
と、 前記吐出口から吐出される液体が貯留されている液室
と、 前記第1の気泡発生領域に面して設けられ、第1の位置
と該第1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第2の
位置との間を変位可能な第1の可動部材と、 前記第1の気泡発生領域よりも前記液室側に設けられ、
前記液体に前記気泡を発生させる第2の気泡発生領域
と、 該第2の気泡発生領域に面して設けられ、前記第1の気
泡発生領域と前記液室とを連通させる第3の位置と前記
第1の気泡発生領域と前記液室とを分離する第4の位置
との間を変位可能な第2の可動部材とを有するヘッドを
用い、 前記第1の可動部材を、前記第1の気泡発生領域におけ
る気泡の発生に基づく圧力によって、前記第1の位置か
ら前記第2の位置へ変位させて前記気泡を前記吐出口に
向かう方向の上流よりも下流に大きく膨張させ、また、
前記第1の気泡発生領域における気泡発生と同時に前記
第2の気泡発生領域においても前記気泡を発生させ、前
記第2の可動部材を、前記第2の気泡発生領域における
気泡の発生に基づく圧力によって、前記第3の位置から
前記第4の位置へ変位させて前記第1の気泡発生領域に
存在する液体の前記液室側への流れを防ぐことを特徴と
する液体吐出方法。3. A liquid discharging method for discharging a liquid by generating bubbles, wherein: a discharging port for discharging the liquid; a first bubble generation region for generating the bubbles in the liquid; and a liquid discharged from the discharging port. A liquid chamber in which a liquid is stored, and a liquid chamber that is provided facing the first bubble generation region, and is provided between a first position and a second position farther from the bubble generation region than the first position. A first movable member that can be displaced; and a first movable member that is provided closer to the liquid chamber than the first bubble generation region.
A second bubble generation region for generating the bubble in the liquid; and a third position provided facing the second bubble generation region and communicating the first bubble generation region with the liquid chamber. Using a head having a second movable member that can be displaced between a first bubble generation region and a fourth position that separates the liquid chamber; Due to the pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region, the bubbles are displaced from the first position to the second position to expand the bubbles more downstream than in the direction toward the discharge port,
The air bubbles are also generated in the second air bubble generation area at the same time as the air bubbles are generated in the first air bubble generation area, and the second movable member is moved by the pressure based on the air bubble generation in the second air bubble generation area. And displacing the liquid from the third position to the fourth position to prevent the liquid present in the first bubble generation region from flowing toward the liquid chamber.
吐出方法において、 前記液体を吐出する吐出口と、 該吐出口に連通し、該吐出口から吐出される液体が流れ
る第1液流路と、 該第1液流路に供給される液体が貯留されている第1の
液室と、 液体に前記気泡を発生させる第1の気泡発生領域と、 該第1の気泡発生領域を含み、前記気泡発生のための液
体が流れる第2液流路と、 該第2液流路に供給される液体が貯留されている第2の
液室と、 前記第1の気泡発生領域に面して設けられ、第1の位置
と該第1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第2の
位置との間を変位可能な第1の可動部材と、 前記第1の気泡発生領域よりも前記液室側に設けられ、
前記液体に前記気泡を発生させる第2の気泡発生領域
と、 該第2の気泡発生領域に面して設けられ、前記第1の気
泡発生領域と前記第2の液室とを連通させる第3の位置
と前記第1の気泡発生領域と前記第2の液室とを分離す
る第4の位置との間を変位可能な第2の可動部材とを有
するヘッドを用い、 前記第1の可動部材を、前記第1の気泡発生領域におけ
る気泡の発生に基づく圧力によって、前記第1の位置か
ら前記第2の位置へ変位させて前記気泡を前記吐出口に
向かう方向の上流よりも下流に大きく膨張させ、また、
前記第1の気泡発生領域における気泡発生と同時に前記
第2の気泡発生領域においても前記気泡を発生させ、前
記第2の可動部材を、前記第2の気泡発生領域における
気泡の発生に基づく圧力によって、前記第3の位置から
前記第4の位置へ変位させて前記第1の気泡発生領域に
存在する液体の前記第2の液室側への流れを防ぐことを
特徴とする液体吐出方法。4. A liquid discharging method for discharging a liquid by generating bubbles, comprising: a discharge port for discharging the liquid; and a first liquid flow path communicating with the discharge port and through which the liquid discharged from the discharge port flows. A first liquid chamber in which a liquid supplied to the first liquid flow path is stored, a first bubble generation region for generating the bubble in the liquid, and a first bubble generation region, A second liquid flow path through which liquid for generating bubbles flows; a second liquid chamber in which liquid supplied to the second liquid flow path is stored; and a second liquid chamber provided facing the first bubble generation region. A first movable member that can be displaced between a first position and a second position farther from the bubble generation region than the first position; and the liquid chamber than the first bubble generation region. Provided on the side,
A second bubble generation region for generating the bubbles in the liquid; and a third bubble generation region provided facing the second bubble generation region and communicating the first bubble generation region and the second liquid chamber. A first movable member using a head having a second movable member that can be displaced between a first position and a fourth position that separates the first bubble generation region and the second liquid chamber. Is displaced from the first position to the second position by the pressure based on the generation of bubbles in the first bubble generation region, so that the bubbles are greatly expanded downstream from the upstream in the direction toward the discharge port. Let me
At the same time as the bubble generation in the first bubble generation region, the bubble is also generated in the second bubble generation region, and the second movable member is moved by the pressure based on the bubble generation in the second bubble generation region. And displacing the liquid from the third position to the fourth position to prevent the liquid present in the first bubble generation region from flowing toward the second liquid chamber.
液体吐出方法において、 前記第2の可動部材は、弾性を有し、前記気泡の消泡に
よる圧力とともに前記消泡による前記第3の位置への復
帰力により、前記液体を前記気泡発生領域に供給するこ
とを特徴とする液体吐出方法。5. The liquid discharging method according to claim 1, wherein the second movable member has elasticity, and the second movable member has a pressure generated by the defoaming of the air bubbles and the second movable member has an elasticity. 3. The liquid discharging method according to claim 3, wherein the liquid is supplied to the bubble generation region by a return force to the position of (3).
吐出ヘッドにおいて、 前記液体を吐出する吐出口と、 前記液体に前記気泡を発生させる気泡発生領域と、 前記吐出口から吐出される液体が貯留されている液室
と、 前記気泡発生領域に面して設けられ、第1の位置と該第
1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第2の位置と
の間を変位可能な第1の可動部材と、 前記気泡発生領域より前記液室側に設けられ、前記気泡
発生領域と前記液室とを連通させる第3の位置と前記気
泡発生領域と前記液室とを分離する第4の位置との間を
変位可能な第2の可動部材とを有し、 前記第1の可動部材は、前記気泡発生領域における気泡
の発生に基づく圧力によって、前記第1の位置から前記
第2の位置へ変位し、 前記第2の可動部材は、前記気泡発生領域における気泡
の発生に基づく圧力によって、前記第3の位置から前記
第4の位置へ変位することを特徴とする液体吐出ヘッ
ド。6. A liquid discharge head that discharges a liquid by generating bubbles, a discharge port that discharges the liquid, a bubble generation region that generates the bubbles in the liquid, and a liquid that is discharged from the discharge port. And a first chamber provided facing the bubble generation area and capable of being displaced between a first position and a second position farther from the bubble generation area than the first position. A movable member, a third position provided on the liquid chamber side with respect to the bubble generation region and communicating the bubble generation region with the liquid chamber, and a fourth position separating the bubble generation region and the liquid chamber. And a second movable member displaceable between the first position and the second position by the pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region. Displaced, and the second movable member By a pressure based on generation of the bubble in the generation region, the third liquid ejection head, characterized by displacement to the fourth position from the position of the.
吐出ヘッドにおいて、 前記液体を吐出する吐出口と、 該吐出口に連通し、該吐出口から吐出される液体が流れ
る第1液流路と、 該第1液流路に供給される液体が貯留されている第1の
液室と、 液体に前記気泡を発生させる気泡発生領域と、 該気泡発生領域を含み、前記気泡発生のための液体が流
れる第2液流路と、 該第2液流路に供給される液体が貯留されている第2の
液室と、 前記気泡発生領域に面して設けられ、第1の位置と該第
1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第2の位置と
の間を変位可能な第1の可動部材と、 前記気泡発生領域より前記液室側に設けられ、前記気泡
発生領域と前記第2の液室とを連通させる第3の位置と
前記気泡発生領域と前記第2の液室とを分離する第4の
位置との間を変位可能な第2の可動部材とを有し、 前記第1の可動部材は、前記気泡発生領域における気泡
の発生に基づく圧力によって、前記第1の位置から前記
第2の位置へ変位し、 前記第2の可動部材は、前記気泡発生領域における気泡
の発生に基づく圧力によって、前記第3の位置から前記
第4の位置へ変位することを特徴とする液体吐出ヘッ
ド。7. A liquid discharge head that discharges liquid by generating bubbles, wherein: a discharge port for discharging the liquid; and a first liquid flow path communicating with the discharge port and through which liquid discharged from the discharge port flows. A first liquid chamber in which a liquid to be supplied to the first liquid flow path is stored; a bubble generation region for generating the bubble in the liquid; and a liquid for generating the bubble, including the bubble generation region. A second liquid flow path through which the liquid flows, a second liquid chamber in which the liquid supplied to the second liquid flow path is stored, and a first position provided at the air bubble generation region, the first position and the second position. A first movable member capable of being displaced between a second position farther from the bubble generation region than the first position, and a first movable member provided on the liquid chamber side with respect to the bubble generation region, wherein the bubble generation region and the second A third position for communicating with the second liquid chamber, the bubble generation region, and the second liquid chamber are separated. A second movable member capable of being displaced between the first movable member and the fourth position, wherein the first movable member is configured to move the first movable member from the first position by a pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region. Wherein the second movable member is displaced from the third position to the fourth position by a pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region. head.
吐出ヘッドにおいて、 前記液体を吐出する吐出口と、 前記液体に前記気泡を発生させる第1の気泡発生領域
と、 前記吐出口から吐出される液体が貯留されている液室
と、 前記第1の気泡発生領域に面して設けられ、第1の位置
と該第1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第2の
位置との間を変位可能な第1の可動部材と、 前記第1の気泡発生領域よりも前記液室側に設けられ、
前記液体に前記気泡を発生させる第2の気泡発生領域
と、 該第2の気泡発生領域に面して設けられ、前記第1の気
泡発生領域と前記液室とを連通させる第3の位置と前記
第1の気泡発生領域と前記液室とを分離する第4の位置
との間を変位可能な第2の可動部材とを有し、 前記第1の可動部材は、前記第1の気泡発生領域におけ
る気泡の発生に基づく圧力によって、前記第1の位置か
ら前記第2の位置へ変位し、 前記第2の可動部材は、前記第1の気泡発生領域におけ
る前記気泡の発生と同時に前記第2の気泡発生領域にお
いて発生する気泡の圧力によって、前記第3の位置から
前記第4の位置へ変位することを特徴とする液体吐出ヘ
ッド。8. A liquid discharge head that discharges a liquid by generating bubbles, a discharge port that discharges the liquid, a first bubble generation region that generates the bubbles in the liquid, and a liquid that is discharged from the discharge port. A liquid chamber in which a liquid is stored, and a liquid chamber that is provided facing the first bubble generation region, and is provided between a first position and a second position farther from the bubble generation region than the first position. A first movable member that can be displaced; and a first movable member that is provided closer to the liquid chamber than the first bubble generation region.
A second bubble generation region for generating the bubble in the liquid; and a third position provided facing the second bubble generation region and communicating the first bubble generation region with the liquid chamber. A second movable member capable of being displaced between a first bubble generation region and a fourth position separating the liquid chamber, wherein the first movable member is configured to generate the first bubble The second movable member is displaced from the first position to the second position by a pressure based on the generation of the bubble in the region, and the second movable member is simultaneously displaced in the second bubble simultaneously with the generation of the bubble in the first bubble generation region. The liquid ejection head is displaced from the third position to the fourth position by the pressure of the bubble generated in the bubble generation region.
吐出ヘッドにおいて、 前記液体を吐出する吐出口と、 該吐出口に連通し、該吐出口から吐出される液体が流れ
る第1液流路と、 該第1液流路に供給される液体が貯留されている第1の
液室と、 液体に前記気泡を発生させる第1の気泡発生領域と、 該第1の気泡発生領域を含み、前記気泡発生のための液
体が流れる第2液流路と、 該第2液流路に供給される液体が貯留されている第2の
液室と、 前記第1の気泡発生領域に面して設けられ、第1の位置
と該第1の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第2の
位置との間を変位可能な第1の可動部材と、 前記第1の気泡発生領域よりも前記液室側に設けられ、
前記液体に前記気泡を発生させる第2の気泡発生領域
と、 該第2の気泡発生領域に面して設けられ、前記第1の気
泡発生領域と前記第2の液室とを連通させる第3の位置
と前記第1の気泡発生領域と前記第2の液室とを分離す
る第4の位置との間を変位可能な第2の可動部材とを有
し、 前記第1の可動部材は、前記第1の気泡発生領域におけ
る気泡の発生に基づく圧力によって、前記第1の位置か
ら前記第2の位置へ変位し、 前記第2の可動部材は、前記第1の気泡発生領域におけ
る前記気泡の発生と同時に前記第2の気泡発生領域にお
いて発生する気泡の圧力によって、前記第3の位置から
前記第4の位置へ変位することを特徴とする液体吐出ヘ
ッド。9. A liquid discharge head that discharges a liquid by generating bubbles, wherein: a discharge port for discharging the liquid; and a first liquid flow path communicating with the discharge port and through which the liquid discharged from the discharge port flows. A first liquid chamber in which a liquid supplied to the first liquid flow path is stored, a first bubble generation region for generating the bubble in the liquid, and a first bubble generation region, A second liquid flow path through which liquid for generating bubbles flows; a second liquid chamber in which liquid supplied to the second liquid flow path is stored; and a second liquid chamber provided facing the first bubble generation region. A first movable member that can be displaced between a first position and a second position farther from the bubble generation region than the first position; and the liquid chamber than the first bubble generation region. Provided on the side,
A second bubble generation region for generating the bubbles in the liquid; and a third bubble generation region provided facing the second bubble generation region and communicating the first bubble generation region and the second liquid chamber. And a second movable member that can be displaced between a first position and a fourth position that separates the first bubble generation region and the second liquid chamber. The first movable member includes: The first movable member is displaced from the first position to the second position by a pressure based on the generation of bubbles in the first bubble generation region, and the second movable member moves the bubble in the first bubble generation region. A liquid discharge head which is displaced from the third position to the fourth position by the pressure of bubbles generated in the second bubble generation region at the same time as the generation.
の液体吐出ヘッドにおいて、 前記第2の可動部材は、弾性を有し、前記気泡の消泡に
よる圧力とともに前記消泡による前記第3の位置への復
帰力により、前記液体を前記気泡発生領域に供給するこ
とを特徴とする液体吐出ヘッド。10. The liquid ejection head according to claim 6, wherein the second movable member has elasticity, and the second movable member has a pressure due to the defoaming of the air bubbles and the second movable member has an elasticity. A liquid discharge head, wherein the liquid is supplied to the bubble generation region by a return force to the position of (3).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18303496A JPH1024578A (en) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | Liquid discharge and liquid discharge head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18303496A JPH1024578A (en) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | Liquid discharge and liquid discharge head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1024578A true JPH1024578A (en) | 1998-01-27 |
Family
ID=16128589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18303496A Pending JPH1024578A (en) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | Liquid discharge and liquid discharge head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1024578A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1080906A3 (en) * | 1999-09-03 | 2002-04-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge apparatus |
CN1322978C (en) * | 1999-06-30 | 2007-06-27 | 西尔弗布鲁克研究股份有限公司 | Micro electro-mechanical device with flange actuator |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP18303496A patent/JPH1024578A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1322978C (en) * | 1999-06-30 | 2007-06-27 | 西尔弗布鲁克研究股份有限公司 | Micro electro-mechanical device with flange actuator |
EP1080906A3 (en) * | 1999-09-03 | 2002-04-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid discharge head, liquid discharge method, and liquid discharge apparatus |
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