(57)【要約】【課題】各素子に要求される特性を考慮し、熱効率を向上させ、かつ耐キャビテーション膜の信頼性を向上させること。【解決手段】液体供給源と接続されている共通液室と、前記共通液室と接続され、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子を内部に備える圧力室と、前記共通液室と接続され、液体の流れを発生するポンプを内部に備える発泡室と、前記圧力室と前記発泡室とを接続している接続流路と、を備える素子基板を有する液体吐出ヘッドであって、前記エネルギーを発生する素子上に第一の耐キャビテーション膜と、前記ポンプ上に第二の耐キャビテーション膜と、を有し、前記第一の耐キャビテーション膜の膜厚と、前記第二の耐キャビテーション膜の膜厚とが、異なる膜厚である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体供給源と接続されている共通液室と、
前記共通液室と接続され、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子を内部に備える圧力室と、
前記共通液室と接続され、液体の流れを発生するポンプを内部に備える発泡室と、
前記圧力室と前記発泡室とを接続している接続流路と、
を備える素子基板を有する液体吐出ヘッドであって、
前記エネルギーを発生する素子上に第一の耐キャビテーション膜と、前記ポンプ上に第二の耐キャビテーション膜と、を有し、
前記第一の耐キャビテーション膜の膜厚と、前記第二の耐キャビテーション膜の膜厚とが、異なる膜厚であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第一の耐キャビテーション膜の膜厚は、前記第二の耐キャビテーション膜の膜厚よりも厚い請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第一の耐キャビテーション膜の膜厚は、前記第二の耐キャビテーション膜の膜厚よりも薄い請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第二の耐キャビテーション膜は、前記ポンプよりも前記接続流路の方向に延伸されている請求項１から３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記素子基板は、前記ポンプよりも液体の流れる方向の下流側に電子素子をさらに備えており、
前記電子素子上に第三の耐キャビテーション膜をさらに有する請求項１から４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第一の耐キャビテーション膜は、前記エネルギーを発生する素子よりも少なくとも前記接続流路の方向に延伸されている請求項１から５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記第一の耐キャビテーション膜は、前記エネルギーを発生する素子よりも少なくとも前記共通液室の方向に延伸されている請求項１から６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第一の耐キャビテーション膜および前記第二の耐キャビテーション膜は、タンタルまたはイリジウムの金属膜である請求項１から７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記第一の耐キャビテーション膜の膜種と、前記第二の耐キャビテーション膜の膜種とが、異なる膜種である請求項１から８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記異なる膜種は、一層の構成の膜種と、積層構成の膜種とを含む請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
液体供給源と接続されている共通液室と、
前記共通液室と接続され、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子を内部に備える圧力室と、
前記共通液室と接続され、液体の流れを発生するポンプを内部に備える発泡室と、
前記圧力室と前記発泡室とを接続している接続流路と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記エネルギーを発生する素子上に第一の耐キャビテーション膜を有し、
前記ポンプ上に耐キャビテーション膜を設けないことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記圧力室内の液体は、当該圧力室の外部との間で循環される請求項１から１１のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記ポンプによって、前記共通液室、前記発泡室、前記接続流路、前記圧力室の順に液体が流れる流れが生じる請求項１から１２のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
前記圧力室は、第一の端部が前記共通液室と接続され、第二の端部が前記接続流路と接続され、
前記発泡室は、第一の端部が前記共通液室と接続され、第二の端部が前記接続流路と接続されている請求項１から１３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１５】
前記ポンプは、発熱抵抗素子である請求項１から１４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インク等の液体を吐出する液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドにおいて、液体中の揮発成分が蒸発することで、吐出口内の液体が増粘することがある。粘度の増加が顕著に現れる場合、流体抵抗が増加し、適切な吐出が行われない場合がある。このような液体の増粘現象に対する対策の一つとして、圧力室内の吐出口に対して、フレッシュな液体を流す方法が知られている。
【０００３】
圧力室内の吐出口に液体を流す方法として、発熱抵抗素子で構成される補助のマイクロバブルポンプを液体吐出ヘッドに実装して、液体吐出ヘッド内に微小再循環システムを導入する技術が知られている（特許文献１および特許文献２参照）。サーマルインクジェット方式の液体吐出ヘッドの場合は、液体を吐出するための素子を作製する際に、同時にマイクロバブルポンプを作製することができる。このため、微小再循環システムを効率的に導入できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／００８９７８号
【特許文献２】国際公開第２０１２／０５４４１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加熱発泡した気泡が消泡する際の水撃作用により、発熱抵抗素子が破壊される恐れがある。このため、タンタル等の金属膜を、耐キャビテーション膜として設けることが考えられる。液体を吐出するためのエネルギーを発生する素子を保護するための耐キャビテーション膜と、ポンプ用の発熱抵抗素子を保護するための耐キャビテーション膜と、を同時に作製することが生産性向上の観点から一般的である。しかしながら、各素子に要求される熱効率性の程度および耐キャビテーション膜の耐久性の程度は、異なるものである。従って、各素子に要求される特性を考慮しない場合、熱効率が向上せず、耐キャビテーション膜の信頼性が低下してしまうことがある。
【０００６】
本発明は、各素子に要求される特性を考慮し、熱効率を向上させ、かつ耐キャビテーション膜の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る液体吐出ヘッドは、液体供給源と接続されている共通液室と、前記共通液室と接続され、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子を内部に備える圧力室と、前記共通液室と接続され、液体の流れを発生するポンプを内部に備える発泡室と、前記圧力室と前記発泡室とを接続している接続流路と、を備える素子基板を有する液体吐出ヘッドであって、前記エネルギーを発生する素子上に第一の耐キャビテーション膜と、前記ポンプ上に第二の耐キャビテーション膜と、を有し、前記第一の耐キャビテーション膜の膜厚と、前記第二の耐キャビテーション膜の膜厚とが、異なる膜厚であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、各素子に要求される特性を考慮し、熱効率を向上させ、かつ耐キャビテーション膜の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】液体吐出ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図２】素子基板の一部を抜粋した上面図である。
【図３】液体の流れる方向の流路に沿った素子基板の断面図である。
【図４】素子基板の一部を抜粋した上面図および断面図である。
【図５】素子基板の一部を抜粋した上面図および断面図である。
【図６】素子基板の一部を抜粋した上面図および断面図である。
【図７】素子基板の一部を抜粋した上面図および断面図である。
【図８】素子基板の一部を抜粋した上面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を説明する。液体吐出ヘッドの一例として、インクを吐出するインクジェット記録ヘッドが挙げられる。液体吐出装置の一例として、インクジェット記録装置が挙げられる。尚、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置の例は、これに限られない。液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置は、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に適用可能である。例えば、バイオチップ作製や電子回路印刷などの用途としても用いることができる。
【００１１】
また、以下に述べる実施形態は、適切な具体例であるから、技術的に好ましい様々の限定が付けられている。しかし、本明細書の実施形態やその他の具体的方法に限定されるものではない。
【００１２】
＜第一の実施形態＞
図１は、本実施形態における液体吐出ヘッド１００の一例を示す斜視図である。液体吐出ヘッド１００は、筐体１、素子基板２、および電気的接点３を有している。素子基板２には、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子（以下、エネルギー発生素子という）が設けられている。エネルギー発生素子５（例えば図２参照）は、例えば発熱抵抗素子である。エネルギー発生素子５の積層方向（Ｚ方向）の上方には、吐出口４が形成されている。以下、エネルギー発生素子５に対して吐出口４が形成されている方向を、上側という。エネルギー発生素子５は、電気的接点３に供給される電気信号によってエネルギーを与えられ、エネルギー発生素子５に対応する吐出口４から液体が吐出される。吐出される液体は、筐体１内に設けられた不図示の液体供給源（例えばタンク）から供給される。或いは、外部に設けられた不図示の液体供給源と液体吐出ヘッド１００とを例えばチューブを通じて接続して、タンクから液体吐出ヘッド１００に液体が供給される。
【００１３】
図２は、本実施形態の素子基板２の一部を抜粋した上面図である。素子基板２には、共通液室１０が設けられている。図２では、共通液室１０と１つの吐出口４とを接続する流路を部分的に抜粋している。図２に示すように、素子基板２には、共通液室１０と、液体吐出用の圧力室２０と、圧力室２０に設けられたエネルギー発生素子５と、エネルギー発生素子５に積層方向において対向する位置に配された吐出口４とが備えられている。圧力室２０の第一の端部２１は、流路で共通液室１０に結合されている。また、素子基板２は、第一の端部３１が流路で共通液室１０と結合されたポンプ用発泡室３０と、ポンプ用発泡室３０に設けられたポンプ用発熱素子７とを備えている。ポンプ用発熱素子７（ポンプ）は、例えば発熱抵抗素子である。圧力室２０の第二の端部２２と、ポンプ用発泡室３０の第二の端部３２とは、接続流路９に結合されている。
【００１４】
ポンプ用発熱素子７によって発生したバブルで引き起こされた流れに基づいて、液体は、共通液室１０から、ポンプ用発泡室３０、接続流路９、圧力室２０を通って循環する。即ち、共通液室１０から液体がポンプ用発泡室３０に流入し、接続流路９および圧力室２０を通って液体が共通液室１０に流出される。即ち、液体吐出ヘッド１００は、エネルギー発生素子５を内部に備える圧力室２０を備え、圧力室２０内の液体は圧力室２０の外部との間で循環可能な構成となっている。液体が共通液室１０から流入し、ポンプ用発泡室３０、接続流路９、圧力室２０を通って共通液室１０に流出する流れの方向を矢印１１に示す。ポンプ用発熱素子７の正確な位置は、図２に示す位置から多少変わり得る。ただし、いずれの位置であってもポンプ用発熱素子７は、循環流路の長さ方向の中心点（中間点）に関して非対称に配置される。即ち、ポンプ用発熱素子７は、循環流路の長さ方向の中心点（中間点）以外に配置されている。従って、ポンプ用発熱素子７から見ると、循環流路の長さが、一方は長く、他方は短くなる、という非対称位置に、ポンプ用発熱素子７が配置されている。このような循環流路内におけるポンプ用発熱素子７の非対称位置が、液体が一方向に流れる根拠（基礎）である。即ち、循環する流路の長さ方向において、ポンプ用発熱素子７と共通液室１０との距離が短い側から、ポンプ用発熱素子７と共通液室１０との距離が長い側に向かって液体が流れる。この結果、矢印１１によって示されているように、液体の流れが生じる。
【００１５】
尚、本実施形態においては、吐出口４が１つにつき、ポンプ用発熱素子７が１つの関係で流路が連結されている模式図を用いて説明を行うが、この例に限定されない。例えば、接続流路９が分岐し、吐出口４およびポンプ用発熱素子７が複数個配置されてもよい。また、複数の吐出口４に対して１つのポンプ用発熱素子７が配置される構成としてもよい。また、図２では、共通液室１０の＋Ｙ方向にポンプ用発泡室３０、接続流路９、および圧力室２０が備えられている構成を示しているが、−Ｙ方向にもポンプ用発泡室３０、接続流路９、および圧力室２０が備えられている構成としてもよい。
【００１６】
素子基板２には、図２に示すように、エネルギー発生素子５を保護するための第一の耐キャビテーション膜６が備えられている。また、素子基板２には、ポンプ用発熱素子７を保護するための第二の耐キャビテーション膜８が備えられている。即ち、エネルギー発生素子上に第一の耐キャビテーション膜が設けられ、ポンプ上に第二の耐キャビテーション膜が設けられている。耐キャビテーション膜としては、タンタルまたはイリジウム等の金属膜から適宜選択されたものを用いることが一般的である。耐キャビテーション膜の膜厚は、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲とすることが好ましい。
【００１７】
本実施形態では、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚と、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚とは、異なる膜厚を有しているが好ましい。なぜなら、エネルギー発生素子５用の第一の耐キャビテーション膜６と、ポンプ用発熱素子７用の第二の耐キャビテーション膜８とでは、要求される特性が異なるためである。両者は、熱効率性の向上と耐キャビテーション膜の信頼性の向上とが求められる点では共通する。ただし、求められる程度が各素子で異なる。例えば耐久発数が異なる。また、ポンプ用発熱素子７は、エネルギー発生素子５と異なり密閉空間で発泡するので、一発あたりのキャビテーションダメージが大きい。
【００１８】
耐キャビテーションに対する耐性を向上させるためには、耐キャビテーション膜の膜厚を厚く形成することが好ましい。一方で、発泡エネルギー効率（熱効率）を向上させるためには、耐キャビテーション膜の膜厚を薄く形成することが好ましい。つまり、熱効率と耐キャビテーション膜の信頼性とは、トレードオフの関係にある。即ち、熱効率を向上させるには耐キャビテーション膜の膜厚を薄くすることが好ましいが、この場合、耐キャビテーション膜の信頼性が低下する。一方で、耐キャビテーション膜の信頼性を向上させるには耐キャビテーション膜の膜厚を厚くすることが好ましいが、この場合、熱効率が低下する。
【００１９】
そこで、本実施形態においては、エネルギー発生素子５と、ポンプ用発熱素子７とで求められる特性に応じて、耐キャビテーション膜の膜厚を調整する。即ち、エネルギー発生素子５上の第一の耐キャビテーション膜６と、ポンプ用発熱素子７上の第二の耐キャビテーション膜８と、をそれぞれ異なる膜厚で配置する。このような構成によれば、耐キャビテーションの信頼性と、熱効率とを、エネルギー発生素子５（吐出機能）とポンプ用発熱素子７（ポンプ機能）とで個別に調整することが可能となる。そのため、高効率かつ高信頼性の微小再循環システムを有する液体吐出ヘッドを提供することができる。
【００２０】
図３は、図２の一点鎖線を用いて示すＡ地点からＢ地点に至る、液体の流れる方向の流路（以下、循環流路という）に沿った素子基板の断面図を示す。基板１３の上側（吐出口側）には、絶縁膜層１６と薄膜層１７とが設けられている。絶縁膜層１６には、電子素子１２が形成されている。薄膜層１７には、エネルギー発生素子５およびポンプ用発熱素子７が形成されている。エネルギー発生素子５の上には、第一の耐キャビテーション膜６が形成されている。ポンプ用発熱素子７の上には、第二の耐キャビテーション膜８が形成されている。
【００２１】
図３（ａ）は、エネルギー発生素子５上に設けられた第一の耐キャビテーション膜６の膜厚が、ポンプ用発熱素子７上に設けられた第二の耐キャビテーション膜８の膜厚よりも厚い場合を示している。例えばポンプ用発熱素子７の熱効率が向上し、ポンプ用発泡数が液体吐出用発泡数に比較して少なく済む場合を想定する。この場合、ポンプ用発熱素子７上に設けられた第二の耐キャビテーション膜８に要求される耐キャビテーション耐性も相応に低減する。従って、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚を、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚よりも薄くすることができる。この例では、第二の耐キャビテーション膜８は、熱効率向上と信頼性維持とを両立できる。一方で、第一の耐キャビテーション膜６は、液体吐出に必用な耐久性（信頼性）を維持できる。具体的には、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚を１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲に設け、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚を１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲に設ければよい。尚、膜厚の範囲で重複する値（１００ｎｍ）が含まれているが、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚が第二の耐キャビテーション膜８の膜厚より厚ければよい。例えば、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚が１００ｎｍの場合、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚を１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の範囲で設ければよい。
【００２２】
図３（ｂ）は、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚が、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚よりも薄い場合を示している。例えば、循環流れを発生させるためのポンプの発泡数が、液体吐出用の発泡数に比較して多く必要である場合を想定する。この場合、相対的に液体吐出用の発泡数が少なく済むので、液体吐出用の耐キャビテーション性能を適正化するために第一の耐キャビテーション膜６の膜厚を薄くして、液体吐出の熱効率を向上させることができる。ポンプ用発熱素子７に必要な耐久性を維持しつつ、液体吐出の熱効率を高効率化できる点で有益である。具体的には、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚を１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲に設け、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚を２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲に設ければよい。尚、膜厚の範囲で重複する値（１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下）が含まれているが、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚が第二の耐キャビテーション膜８の膜厚より薄ければよい。例えば、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚が２００ｎｍの場合、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚を１００ｎｍ以上２００ｎｍ未満の範囲で設ければよい。
【００２３】
＜変形例＞
尚、上記の例においては、第一の耐キャビテーション膜６と、第二の耐キャビテーション膜８との膜厚を異ならせる例を説明したが、これに限られない。例えば、第一の耐キャビテーション膜６と、第二の耐キャビテーション膜８とで、異なる膜種が用いられてもよい。耐キャビテーション膜は、複数の材料が積層された構成であってよい。より高い耐キャビテーション性が要求される場合は、イリジウム等の白金族の材料を採用すればよい。例えば、下層からタンタル、イリジウムの二層で一括成膜し、エッチングマスクで選択的に除去することで、一方をタンタル一層、他方をイリジウム及びタンタルの積層構成の耐キャビテーション膜とすることができる。この場合、タンタル一層を上記の膜厚が薄い例に置き換え、イリジウム及びタンタルの積層構成を上記の膜厚が厚い例に置き換えることができる。同一種類で膜厚を変更させるよりも、異種金属を組み合わせた方が、エッチング液の選択性等を適宜調整することで、より高精度に膜厚制御が可能となる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態では、エネルギー発生素子５上の第一の耐キャビテーション膜６と、ポンプ用発熱素子７上の第二の耐キャビテーション膜８とが、それぞれ異なる膜厚で形成される。或いは、本実施形態では、エネルギー発生素子５上の第一の耐キャビテーション膜６と、ポンプ用発熱素子７上の第二の耐キャビテーション膜８とが、異なる膜種で形成される。これにより、耐キャビテーション信頼性と、熱効率とを、吐出機能とポンプ機能とにおいて個別に調整することが可能となる。そのため、高効率かつ高信頼性の微小再循環システムを有する液体吐出ヘッドを提供することができる。
【００２５】
＜第二の実施形態＞
本実施形態では、エネルギー発生素子５を保護する第一の耐キャビテーション膜６を設ける一方で、ポンプ用発熱素子７を保護する耐キャビテーション膜を設けない形態を説明する。換言すれば、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚を所定の膜厚（例えば１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の膜厚）とし、実施形態１で説明した第二の耐キャビテーション膜８の膜厚を０ｎｍ（即ち、耐キャビテーション膜が形成されない）とする形態である。
【００２６】
図４は、本実施形態の素子基板２の一部を抜粋した図である。図４（ａ）は、素子基板２の一部を抜粋した上面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に一点鎖線を用いて示すＡ地点からＢ地点に至る循環流路に沿った素子基板の断面図である。図４に示すように、ポンプ用発熱素子７の上には、耐キャビテーション膜が設けられていない。
【００２７】
本実施形態において、ポンプ用発熱素子７の上に耐キャビテーション膜を設けていない理由を説明する。例えば、ポンプ用発熱素子７で発泡された泡は、消泡までの間に矢印１１で示す液体の流れに従ってポンプ用発熱素子７の循環方向の下流側に移動し、ポンプ用発熱素子７以外の基板表面の場所で消泡する場合が考えられる。このような場合、ポンプ用発熱素子７を保護する必要がない。従って、第一の実施形態で説明した第二の耐キャビテーション膜８が不要となる。ポンプ用発熱素子７用の耐キャビテーション膜を設けない場合、ポンプ用発熱素子７の熱効率が向上する。その一方で、液体吐出用のエネルギー発生素子５については、耐キャビテーション膜を設けているので、信頼性が維持できる。従って、熱効率を向上させかつ耐キャビテーション膜の信頼性を向上させた微小再循環システムを有する液体吐出ヘッドを提供できる。
【００２８】
＜第三の実施形態＞
本実施形態は、第一の実施形態と同様に、エネルギー発生素子５を保護する第一の耐キャビテーション膜６とポンプ用発熱素子７を保護する第二の耐キャビテーション膜８とを備える形態である。本実施形態では、第二の耐キャビテーション膜８が、接続流路９内まで延伸されている。
【００２９】
図５は、本実施形態の素子基板２の一部を抜粋した図である。図５（ａ）は、素子基板２の一部を抜粋した上面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に一点鎖線を用いて示すＡ地点からＢ地点に至る循環流路に沿った素子基板の断面図である。
【００３０】
本実施形態において、第二の耐キャビテーション膜８が接続流路９まで延伸されている理由を説明する。第二の実施形態で述べたように、ポンプ用発熱素子７で発泡された泡は、消泡までの間に矢印１１で示す液体の流れに従ってポンプ用発熱素子７の循環方向の下流側に移動し、ポンプ用発熱素子７以外の基板表面の場所で消泡する場合がある。基板上には、エネルギー発生素子５及びポンプ用発熱素子７以外の電子素子１２が設けられていることがある。電子素子１２は、例えば、発泡タイミングを制御するトランジスタや、電気配線等である。電子素子１２の領域でポンプ用発熱素子７によって発泡された泡が消泡すると、電子素子１２を破損する恐れがある。また、消泡位置は安定的ではなく、駆動条件や環境等によって影響されランダムに位置が変化する可能性がある。
【００３１】
本実施形態においては、消泡する可能性のある、ポンプ用発熱素子７よりも、少なくとも循環方向の下流側の接続流路９の位置まで第二の耐キャビテーション膜８を延伸することで、ポンプ用発熱素子７と電子素子１２とを保護することができる。即ち、電子素子上に第二の耐キャビテーション膜８が設けられる。従って、耐キャビテーション膜の信頼性をさらに向上させることができる。また、ポンプ用発熱素子７の発泡位置から連続膜として延伸しているため、段差や濡れ性の変化がなく、特定の位置で泡がトラップされるなどの流れを阻害する現象を抑制できる。
【００３２】
本実施形態においても、第一の実施形態で説明したように、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚と、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚とを、異なる膜厚とすることができる。図５では、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚を第一の耐キャビテーション膜６の膜厚よりも薄くした構成の例を示している。また、第一の実施形態の変形例で説明したように、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚と、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚とを異なる膜種としてもよい。
【００３３】
尚、図６の形態では、エネルギー発生素子５の循環方向の上流側にも電子素子１２が設けられている。エネルギー発生素子５の循環方向の上流側の電子素子１２の位置まで消泡位置が到達するような場合には、第二の耐キャビテーション膜８をさらに延伸してもよい。
【００３４】
＜第四の実施形態＞
本実施形態は、第一の実施形態と同様に、ポンプ用発熱素子７を保護する第二の耐キャビテーション膜８を備える形態である。本実施形態では、第一の耐キャビテーション膜６および第二の耐キャビテーション膜８に加えて、第三の耐キャビテーション膜を設ける形態である。
【００３５】
図６は、本実施形態の素子基板２の一部を抜粋した図である。図６（ａ）は、素子基板２の一部を抜粋した上面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に一点鎖線を用いて示すＡ地点からＢ地点に至る循環流路に沿った素子基板の断面図である。第三の耐キャビテーション膜１４は、ポンプ用発熱素子７よりも循環方向の下流に存在する電子素子１２を保護するために設けられる。図６では、第三の耐キャビテーション膜１４が、一つ形成されている形態を示しているが、限定されるものではなく、必要な個所に必要な個数の第三の耐キャビテーション膜１４を形成すればよい。
【００３６】
本実施形態では、それぞれのキャビテーション膜の膜厚を、各キャビテーション膜で異なる膜厚となるように構成してもよい。第一の実施形態で説明したように、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚と、第二の耐キャビテーション膜８の膜厚とを、異なる膜厚とすることができる。さらに、第三の耐キャビテーション膜１４の膜厚も、第一の耐キャビテーション膜６の膜厚および第二の耐キャビテーション膜８の膜厚と異なる膜厚とすることができる。消泡位置のばらつきが、統計的にポンプ用発熱素子７の領域よりも、電子素子１２の領域で多く発生するような場合は、第三の耐キャビテーション膜１４の膜厚を第二の耐キャビテーション膜８の膜厚よりも厚くすればよい。尚、第一の実施形態の変形例で説明したように、各キャビテーション膜の膜種を異ならせてもよい。このような構成によれば、必要な耐キャビテーション耐性を維持しながら、ポンプ用発熱素子７の発泡効率を向上させることができる。また、第二の耐キャビテーション膜と第三の耐キャビテーション膜とを分離して個別に設置しているため、膜ダメージ（電蝕等）が発生した場合に相互に影響しないで済む。
【００３７】
尚、図６の形態では、エネルギー発生素子５の循環方向の上流側にも電子素子１２が設けられている。エネルギー発生素子５の循環方向の上流側の電子素子１２の位置まで消泡位置が到達するような場合には、第三の耐キャビテーション膜１４をさらに延伸してもよい。
【００３８】
＜変形例＞
図７は、本実施形態の変形例を示す図である。図７（ａ）は、素子基板２の一部を抜粋した上面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に一点鎖線を用いて示すＡ地点からＢ地点に至る循環流路に沿った素子基板の断面図である。本変形例は、図６の第二の耐キャビテーション膜８が設けられていない点が図６と相違する。ポンプ用発熱素子７の領域で消泡しない場合、第二の実施形態で説明したように、第二の耐キャビテーション膜８を設けなくてよい。また、消泡位置のばらつきが、統計的に電子素子１２の領域で多く発生するような場合、本実施形態で説明したように、第三の耐キャビテーション膜１４を設ける構成としてよい。
【００３９】
＜第五の実施形態＞
本実施形態は、第一の実施形態と同様に、エネルギー発生素子５を保護する第一の耐キャビテーション膜６とポンプ用発熱素子７を保護する第二の耐キャビテーション膜８とを備える形態である。本実施形態は、第一の耐キャビテーション膜６が、接続流路９内まで延伸されている形態である。
【００４０】
図８は、本実施形態の素子基板２の一部を抜粋した図である。図８（ａ）は、素子基板２の一部を抜粋した上面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に一点鎖線を用いて示すＡ地点からＢ地点に至る循環流路に沿った素子基板の断面図である。
【００４１】
本実施形態において、第一の耐キャビテーション膜６が、接続流路９内まで延伸されている理由を説明する。エネルギー発生素子５が発泡した際、ポンプ用発熱素子７の発泡タイミングおよび圧力室２０の液室の設計次第によっては、消泡時の流体抵抗のバランスにより、矢印１１とは逆の方向に液体の流れが生じる可能性がある。そのため、第一の耐キャビテーション膜６が接続流路内まで延伸されていることで、第三の実施形態と同様の理由で、電子素子１２（圧力室側）を保護することができる。
【００４２】
尚、矢印１１に示す液体の流れが優位に生じている場合、ポンプ用発熱素子７の発泡タイミング等により、エネルギー発生素子５から発泡した泡は、循環方向の下流側に移動して消泡する可能性がある。即ちエネルギー発生素子５から共通液室１０に向かう方向に移動して消泡する可能性がある。このため、図８に示すように、エネルギー発生素子５から見て、接続流路９とは逆方向の流路方向（第一の端部２１方向）に第一の耐キャビテーション膜６を延伸してもよい。
【００４３】
＜変形例＞
図８では、第一の耐キャビテーション膜６が、第一の端部２１方向及び第二の端部２２方向に向けて延伸している例を示したが、これに限られない。第一の耐キャビテーション膜６とは別個のキャビテーション膜を電子素子（圧力室側）の上に形成してもよい。
【００４４】
＜その他の実施形態＞
以上で説明した各実施形態および変形例を、任意の組み合わせで組み合わせた実施形態を採用してもよい。例えば、第二の実施形態から第四の実施形態においては、第二の耐キャビテーション膜８の配置に関連する形態を説明し、第五の実施形態においては、第一の耐キャビテーション膜６の配置に関連する形態を説明した。第五の実施形態を、第二から第四の実施形態のいずれか一つの実施形態と組み合わせた形態としてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
２  素子基板
５  エネルギー発生素子
６  第一の耐キャビテーション膜
７  ポンプ用発熱素子
８  第二の耐キャビテーション膜
１０  共通液室
【図１】
2020006563.tif 000003
【図２】
2020006563.tif 000004
【図３】
2020006563.tif 000005
【図４】
2020006563.tif 000006
【図５】
2020006563.tif 000007
【図６】
2020006563.tif 000008
【図７】
2020006563.tif 000009
【図８】
2020006563.tif 000010