【手続補正書】
【提出日】平成15年12月10日(2003.12.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に気泡を発生させるための熱エネルギーを発生する発熱体と、前記液体を吐出する部分である吐出口と、該吐出口に連通し前記気泡が発生する気泡発生領域を有する液流路と、該液流路に前記液体を供給する液室と、前記気泡発生領域に設けられ前記気泡の成長に伴い変位する可動部材と、前記液流路の前記気泡発生領域に対向して設けられ、前記可動部材の変位を所望の範囲に規制する規制部とを備え、前記発熱体と前記吐出口とが直線的連通状態となっており、変位した前記可動部材と前記規制部との実質的な接触によって、前記気泡発生領域を有する液流路が前記吐出口を除いて、実質的に閉じた空間となる液体吐出ヘッドを用い、前記吐出口から連続的に第１の液滴と第２の液滴とを吐出させる液体吐出方法であって、
前記第１の液滴を吐出させるために形成された前記気泡が収縮を開始した後、該気泡が前記気泡発生領域の前記吐出口側に偏って残存し、かつ前記気泡発生領域の前記液室側には前記気泡が存在しない部分が生じている状態の時に、前記発熱体を駆動して前記液体中の気泡を成長させて前記第２の液滴を吐出させることを特徴とする液体吐出方法。
【請求項２】
前記第１の液滴と前記第２の液滴とを連続して吐出させ、この複数の液滴を、被記録媒体への飛翔途中で合体させる、請求項１に記載の液体吐出方法。
【請求項３】
液流路中に満たされた液体を発熱体により加熱し、前記液体中に気泡を発生させる工程と、前記気泡を発生させた時のエネルギーにより前記液流路に連通する吐出口から前記液体を吐出させる工程とを有し、これらの工程を複数回繰り返して前記液体を連続的に複数の液滴として吐出させる液体吐出方法であって、
第１の液滴の吐出時に該第１の液滴の後方に尾を引く部分が分離されて形成されたサテライトを、該サテライトが液柱状の形状であるうちに、前記第１の液滴に続いて吐出された第２の液滴が捕獲し、該第２の液滴が前記サテライトと一体化されることを特徴とする液体吐出方法。
【請求項４】
前記第２の液滴の体積が、前記第１の液滴の体積と該第１の液滴に伴う前記サテライトの体積の和より大きいことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出方法。
【請求項５】
前記第２の液滴の体積が、定常状態から液体吐出を行った時の液滴の体積よりも大きい、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出方法。
【請求項６】
前記第２の液滴の速さが、定常状態から液体吐出を行った時の液滴の速さよりも速い、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出方法。
【請求項７】
液体中に気泡を発生させるための熱エネルギーを発生する発熱体と、前記液体を吐出する部分である吐出口と、該吐出口に連通し前記気泡が発生する気泡発生領域を有する液流路と、該液流路に前記液体を供給する液室と、前記気泡発生領域に設けられ前記気泡の成長に伴い変位する可動部材と、前記液流路の前記気泡発生領域に対向して設けられ、前記可動部材の変位を所望の範囲に規制する規制部とを備え、前記発熱体と前記吐出口とが直線的連通状態となっており、変位した前記可動部材と前記規制部との実質的な接触によって、前記気泡発生領域を有する液流路が前記吐出口を除いて、実質的に閉じた空間となる液体吐出ヘッドを用い、前記吐出口から連続的に第１の液滴と第２の液滴とを吐出させる液体吐出方法であって、
前記第２の液滴を吐出させる時に前記発熱体に供給するエネルギーが、前記第１の液滴を吐出させる時に前記発熱体に供給するエネルギーよりも小さいことを特徴とする液体吐出方法。
【請求項８】
前記第２の液滴を吐出させる時に前記発熱体に供給するエネルギーが、前記第１の液滴を吐出させる時に前記発熱体に供給するエネルギーよりも小さいことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出方法。
【請求項９】
前記第２の液滴を吐出させる時に前記発熱体に印加する電圧パルスの幅が、前記第１の液滴を吐出させる時に前記発熱体に印加する電圧パルスの幅よりも短いことを特徴とする請求項７または８に記載の液体吐出方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するための研究の中で得られた発想、知見はやはり逆転の発想であった。すなわち、本発明による液体吐出方法は、液体中に気泡を発生させるための熱エネルギーを発生する発熱体と、液体を吐出する部分である吐出口と、吐出口に連通し気泡が発生する気泡発生領域を有する液流路と、該液流路に液体を供給する液室と、気泡発生領域に設けられ気泡の成長に伴い変位する可動部材と、液流路の気泡発生領域に対向して設けられ、可動部材の変位を所望の範囲に規制する規制部とを備え、発熱体と吐出口とが直線的連通状態となっており、変位した可動部材と規制部との実質的な接触によって、気泡発生領域を有する液流路が吐出口を除いて、実質的に閉じた空間となる液体吐出ヘッドを用い、吐出口から連続的に第１の液滴と第２の液滴とを吐出させる液体吐出方法であって、
第１の液滴を吐出させるために形成された気泡が収縮を開始した後、気泡が気泡発生領域の吐出口側に偏って残存し、かつ気泡発生領域の液室側には気泡が存在しない部分が生じている状態の時に、発熱体を駆動して液体中の気泡を成長させて第２の液滴を吐出させることを特徴とする。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明は、第１の液滴の吐出時に形成された気泡の消泡終了後に第２の液滴の吐出のための駆動を行うのではなく、第１の液滴の吐出により形成された気泡を利用しつつ、第２の液滴の吐出用の気泡形成と吐出とのバランスを考慮したタイミングで連続した吐出を行うようにする画期的な発明である。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明は、前述した効率のよいリフィル特性を与える可動部材に着目し、可動部材を備える液体吐出ヘッドにおいて、消泡位置が気泡発生領域の吐出口側に位置することをヒントとして、気泡の変化とメニスカスの位置との関係から、第１の液滴の吐出時の消泡が終了する前に、良好に第２の液滴の吐出を行うことができるタイミングがあることを見出すことでなされたものである。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
すなわち、可動部材を備える液体吐出ヘッドでは、第１の液滴の吐出の消泡工程中において、第１の液滴を吐出させるために形成された、消泡しつつある気泡が気泡発生領域の吐出口側に存在し、かつそれよりも液室側には気泡が無い状態となるタイミングがある。そしてこのタイミングでは、メニスカスの後退は始まってはいるものの最大とはなっていない。また、発熱体の可動部材側は消泡されているために、液体の補充は実質的に完了しており、十分なリフィル状態にある。したがって、このタイミングで、液体吐出ヘッドは、第２の液滴の吐出を行うのに極めて有利な状態にあり、このタイミングで第２の液滴を吐出させるための駆動エネルギーを発熱体に供給して液体を発泡させることにより、連続した液滴の吐出を良好に行うことができる。このタイミングで連続した液滴の吐出を行うことは、従来のように消泡完了後に第２の液滴の吐出を行う場合に比べて、非常に短い間隔で連続して液滴の吐出を行うことを意味している。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の液体吐出方法では、第１の液滴の吐出時に形成された気泡が下流側で一部残存した状態で第２の液滴を吐出させるための駆動エネルギーを発熱体に供給するので、第２の液滴の吐出時に、下流側に一部残存した気泡の消泡に伴う、上流側からの液流が作用する。これによって、第２の液滴の吐出のための液体吐出のエネルギー効率を向上させることができる。また、上流側からの液流の作用によって、第２の液滴の吐出時に吐出される吐出液滴の体積を、定常状態から液体吐出を行った時の吐出液滴の体積よりも大きくできる。また、上流側からの液流が、第２の液滴の吐出時の液体の流れを加速するようにすることができ、第２の液滴の吐出時の液滴の速さを、定常状態から液体吐出を行った時の液滴の速さよりも速くすることができる。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
このような第１の液滴の吐出時に形成された気泡の消泡に伴う液流は、消泡が進行するの伴って、消泡の終了間際には減速する。このため、第１の液滴の吐出時に形成された気泡の消泡が終了する前に第２の液滴を吐出させるための発泡を開始することによって、上述のような液流の作用を効果的に得ることができる。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
このように、通常時よりも第２の液滴の体積を大きくしたり、速さを速くしたりできることは、多階調記録を行うのに好都合であるなどの利点を与えるものである。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
前述のように、本発明による液体吐出方法によれば、非常に短い時間間隔で連続して液滴の吐出を行うことができる。そこで、第１の液滴の吐出時において、液滴の後方に尾を引く部分が分離されて形成されたサテライトを、第１の液滴に続いて吐出された第２の液滴が捕獲するようにすることもできる。このように、第２の液滴がサテライトを捕獲できるようにすることは、多階調記録を行うのに好都合であるなどの利点を与えるものである。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
第１の液滴に続く第２の液滴がサテライトを捕獲するようにすることは、本発明の液体吐出方法により、非常に短い時間間隔で連続して液滴の吐出を行うようにすることで始めて達成できるものである。そこで、本発明による液体吐出方法は、液流路中に満たされた液体を発熱体により加熱し、液体中に気泡を発生させる工程と、気泡を発生させた時のエネルギーにより液流路に連通する吐出口から液体を吐出させる工程とを有し、これらの工程を複数回繰り返して液体を連続的に複数の液滴として吐出させる液体吐出方法であって、第１の液滴の吐出時に該第１の液滴の後方に尾を引く部分が分離されて形成されたサテライトを、サテライトが液柱状の形状であるうちに、第１の液滴に続いて吐出された第２の液滴が捕獲し、この第２の液滴とサテライトとが一体化されることを特徴とするものであるということができる。サテライトは飛翔過程で表面張力によりほぼ球形状になるが、本発明による液体吐出方法では、上述のように、サテライトが形成された直後の、液柱状の形状であるうちに吐出液滴による捕獲が行われるようにすることができる。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明による液体吐出方法では、第１の液滴の吐出時に供給したエネルギーの一部を第２の液滴の吐出に効果的に寄与させることができるので、第２の液滴の吐出時に、第１の液滴の吐出時に発熱体に供給するエネルギーよりも小さいエネルギーを発熱体に供給して、第１の液滴の吐出時と同等またはそれ以上の液滴量、液滴速度で２回目の液体吐出を行うことができる。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
このように、第２の液滴の吐出時に発熱体に供給するエネルギーを第１の液滴の吐出時よりも小さくすることは、特に、第２の液滴の吐出時に発熱体に印加する電圧パルスのパルス幅を第１の液滴の吐出時よりも小さくすることによって行なうことができる。