(57)【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を備える基板と、
前記液体を吐出する部分である吐出口と、
該吐出口に連通し液体に気泡を発生させる気泡発生領域を有する流路を基板とともに形成する、前記基板に対向する天板と、
自由端を有し前記気泡の成長に伴い前記基板に固定された支点を中心に変位する可動部材と、
前記可動部材の変位量を規制する、前記天板に形成された規制部と、
を備え、前記気泡発生時のエネルギーにより前記吐出口から前記液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、
前記自由端は前記発熱体の中心をとおり基板に対して直交する面上に位置しており、
前記流路の上壁面となる前記天板の壁面から前記規制部の先端部までの突出高さが２０μｍ以上であり、
前記気泡が発生していない初期状態での、前記可動部材と前記規制部との間に形成される前記流路内の第１のクリアランスが２５μｍ以下であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記規制部は、前記可動部材の自由端に対向する位置に形成された先端規制部を有する請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記規制部は、前記気泡発生領域の側方であり、前記可動部材の両側端に対向する位置に形成された側方規制部とを有する請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記気泡が発生していない初期状態での、前記可動部材の下面と前記基板との間に形成される前記流路内の第２のクリアランスが、５μｍ以上である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第１のクリアランスが１０μｍ以上である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記突出高さが３０μｍ以上のとき、前記第１のクリアランスは１５μｍ以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記可動部材は、前記可動部材の下面から前記基板側へ突出している凸部を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記可動部材は、前記流路の下壁面となる前記基板の壁面に平行な平行部と、前記平行部から前記上壁面に向けて傾斜している上反部とを有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
被記録媒体を搬送する搬送手段と、液体を吐出し、前記被記録媒体に記録を行う請求項１ないし８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを保持し、かつ、前記被記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動する保持手段とを有することを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱エネルギ等による気泡の発生によって、所望の液体を吐出する液体吐出方法、液体吐出ヘッド及び該液体吐出ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、気泡の発生を利用して変位する可動分離膜を用いる液体吐出ヘッドに関する。
【０００２】
なお、本発明における「記録」とは、文字や図形等のように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、パターン等のように意味を持たない画像を付与することをも意味するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、プリンター等の記録装置において、流路中の液体インクに熱等のエネルギーを与えて気泡を発生させ、それに伴う急峻な体積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流路と、流路内に配されたインクを吐出するためのエネルギー発生手段としての電気熱変換体が一般的に配されている。
【０００４】
この様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、プリンター、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利用されており、さらに、捺染装置等の産業用システムにまで利用されるようになってきている。
【０００５】
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】
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。
【０００７】
このようなヘッドの他にも、気泡の発生に伴って発生するバック波（吐出口へ向かう方向とは逆の方向へ向かう圧力）に着目し、吐出において損失エネルギーになるバック波を防止する構造の発明が特開平６−３１９１８号公報に開示されている。この公報に記載の発明は、三角形状の板状部材の三角形部分を気泡を発生するヒーターに対して対向させたものである。この発明では、板状部材によってバック波を一時的に且つわずかには抑えられている。しかし、気泡の成長と三角形部分との相関関係については全く触れていないし、その着想もないため、上記の発明は以下の問題点を含んでいる。
【０００８】
すなわち、上記公報に記載の発明では、ヒーターが凹部の底に位置しており吐出口との直線的連通状態をとれないため、液滴形が安定できず、さらに気泡の成長は三角形の頂点の部分の周囲から許容されているため、気泡は三角形の板状部材の片側から反対側全体まで成長し、結果的に板状部材が存在していないかのように液中における通常の気泡の成長が完成してしまう。従って、成長した気泡にとって板状部材の存在は何ら関係のないものとなってしまう。逆に、板状部材の全体が気泡に囲まれるために、気泡の収縮段階において、凹部に位置するヒーターへのリフィルは乱流を生じせしめ、その凹部内に微小気泡を蓄積する原因となり、成長気泡に基づいて吐出を行う原理自体を乱すことになってしまう。
【０００９】
他方、ＥＰ公開公報４３６０４７Ａ１は、吐出口近傍域と気泡発生部との間にこれらを遮断する第１弁と、気泡発生部とインク供給部との間にこれらを完全に遮断する第２弁とを交互に開閉させる発明を提案している（ＥＰ４３６０４７Ａ１の第４〜９図）。しかし、この発明はこれら３つの部屋を２つづつに区分してしまうために、吐出時には液滴に追従するインクが大きな尾引きとなり、気泡成長・収縮・消泡を行う通常の吐出方式に比べてサテライトドットがかなり多くなってしまう（消泡によるメニスカス後退の効果を使えないと推定される）。また、リフィル時は、消泡に伴って気泡発生部に液体が供給されるが、吐出口近傍域には次の発泡が生じるまで液体は供給できないので、吐出液滴のばらつきが大きいだけでなく、吐出応答周波数が極めて小さく、実用レベルではない。
【００１０】
一方、上述の従来技術とはまったく異なり液滴の吐出に関し有効に貢献できる可動部材(自由端を支点よりも吐出口側に有する板状部材等)を用いた発明が、本願出願人によって数多く提案されている。その発明のうち、特開平９−４８１２７号公報は上述した可動部材の挙動がわずかに乱れることを防止すべく、可動部材の変位の上限を規制する発明を開示している。また、特開平９−３２３４２０号公報は、上記可動部材に対して、上流における共通液室の位置を、上記可動部材の利点を利用して可動部材の自由端側；つまり下流側にシフトさせてリフィル能力を高める発明を開示している。これらは、発明が生み出される前提の想定に、気泡の成長を可動部材で一時的に包み込んだ状態から一気に吐出口側に開放する形態を採っていたため、気泡全体が液滴形成に関わる個々の要素や、それらの相関関係については注目されていない。
【００１１】
次の段階として、本願出願人は、特開平１０−２４５８８号公報にて、液体吐出に関わる要素として圧力波伝播による気泡成長に注目した発明（音響波）として、気泡発生領域の一部を上記可動部材から開放する発明を開示している。しかしながら、この発明においても液体吐出時の気泡の成長のみに着目しているため、気泡全体が液滴自体の形成に係わる個々の要素や、それらの相関関係について注目されていない。
【００１２】
従来から知られている膜沸騰による気泡の前方部分(エッヂシューター型)が吐出に大きな影響を与えることは知られているものの、この部分をより効率よく吐出液滴の形成に貢献せしめることについて従来着目したものはなく、本発明はこれらの技術的解明をすべく本発明者たちは鋭意研究を行った。
【００１３】
さらに、本発明者達は、前記可動部材の変位と発生気泡に着目したところ、以下の有効な知見を得るにいたった。
【００１４】
その知見は、可動部材の気泡の成長に対する自由端の変位をストッパによって規制することである。このストッパにより可動部材の変位を規制することで、気泡が流路の上流側に成長することが規制され、吐出口の形成された下流側に効率よく液体を吐出させるエネルギーが伝えられることとなる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
こうした研究過程において、気泡の成長に伴い変位する事が可能な自由端を備えた可動部材が、その変位過程で、ある条件下において可動部材の先端側からの気泡の回り込みが発生する場合があった。その詳細として、上記発明の技術解析の過程で以下のような現象が確認された。
【００１６】
すなわち、液滴を吐出させるための気泡の成長とこれに伴う可動部材の上方変位の過程で、可動部材の変位が気泡成長に追いつかなくなって成長気泡が可動部材の上面に乗り上げようとするが、ある条件下、例えば、液供給側の流路抵抗がきわめて小さく、そちら方向への液移動がしやすい場合は、可動部材の変位によるノズル流路後方への液体の移動に伴い、ノズル流路後方への気泡の回り込みが観察された。
【００１７】
このノズル流路後方への液の流れ力が可動部材の変位過程で生じると、気泡成長による吐出エネルギーを効率よく吐出口方向に向けるといった可動部材の効果を減少させる場合がある。
【００１８】
そこで本発明者達は、自由端を有する可動部材を利用した液体吐出ヘッドのノズル流路において、弁変位の過程における流路後方への液流および、それによる泡の流路後方への回り込みを遮断する流路構造を新たに見い出し、これにより、ノズル前方への吐出効率の向上とリフィル時の充填液のメニスカス復帰早期安定とを図るに至った。
【００１９】
そこで、本発明は、気泡による液体の吐出エネルギーを効率よく液体に伝達させるとともに、液体を安定的に吐出させる液体吐出方法、液体吐出ヘッド及び該液体吐出ヘッドを用いた記録装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【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の液体吐出ヘッドは、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を備える基板と、前記液体を吐出する部分である吐出口と、該吐出口に連通し液体に気泡を発生させる気泡発生領域を有する流路を基板とともに形成する、前記基板に対向する天板と、自由端を有し前記気泡の成長に伴い前記基板に固定された支点を中心に変位する可動部材と、前記可動部材の変位量を規制する、前記天板に形成された規制部と、を備え、前記気泡発生時のエネルギーにより前記吐出口から前記液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、前記自由端は前記発熱体の中心をとおり基板に対して直交する面上に位置しており、前記流路の上壁面となる前記天板の壁面から前記規制部の先端部までの突出高さが２０μｍ以上であり、前記気泡が発生していない初期状態での、前記可動部材と前記規制部との間に形成される前記流路内の第１のクリアランスが２５μｍ以下であることを特徴とする。
【００２３】
上記の通り構成された本発明の液体吐出ヘッドは、規制部の高さを２０μｍ以上とし、気泡が発生していない初期状態での、可動部材と規制部とにより形成される流路内の第１のクリアランスを２５μｍ以下とすることで、気泡の成長により天板側に可動部材が変位した際、可動部材を規制部に確実に接触させて、可動部材の変位量を機械的に確実に規制することができる。また、規制部の高さと可動部材と規制部とにより形成される流路内の第１のクリアランスを上記の通りの寸法関係とすることにより、気泡が消滅し、規制部に接触していた可動部材が規制部から分離し、基板側に変位する際、規制部及び可動部材による吐出口側への液体の流れへの影響を少なくすることができ、スムーズな液体のリフィルを実現できる。
【００２４】
本発明の液体吐出ヘッドの規制部は、可動部材の自由端に対向する位置に形成された先端規制部を有するものであってもよいし、さらに、気泡発生領域の側方であり、可動部材の両側端に対向する位置に形成された側方規制部を有するものであってもよい。この場合、気泡が成長することにより天板側に変位した可動部材は、先端規制部及び側方規制部の両方に接触するため、可動部材の両側端から上流側に回り込もうとする気泡を抑制することにより、気泡の吐出口側への成長を促進する。
【００２５】
また、気泡が発生していない初期状態での、可動部材の下面と基板とにより形成される流路内の第２のクリアランスは、５μｍ以上であってもよい。
【００２６】
さらに、第１のクリアランスが１０μｍ以上であってもよいし、突出高さが３０μｍ以上のとき、第１のクリアランスは１５μｍ以下であってもよい。
【００２７】
また、可動部材は、可動部材の下面から基板側へ突出している凸部を有するものであってもよい。このように可動部材の下面に凸部を設けることで上流側への気泡の成長を抑制し、下流側への気泡の成長を促進させることができる。さらに、気泡が消滅し、可動部材が基板側へと変位する際、可動部材の初期状態における位置を越えてオーバーシュートしても、凸部が基板に接触することで可動部材の自由端が基板に接触して自由端あるいは基板を損傷するといったことを防止できる。また、この凸部がオーバーシュートのエネルギーを吸収するため、オーバーシュートの減衰収束に要する時間も短くなる。
【００２８】
また、可動部材は、流路の下壁面となる基板の壁面に平行な平行部と、平行部から上壁面に向けて傾斜している上反部とを有するものであってもよい。このような形状の可動部材とすることで、可動部材より上流側の流路断面積は十分に確保されているため、リフィル時における可動部材より上流側の流路抵抗を小さくすることができ、リフィルの効率が高められることとなる。また、可動部材の自由端が斜め上方に配された形状であるため、オーバーシュート時に可動部材の自由端が基板に接触して自由端あるいは基板を損傷するといったことを防止できる。
【００３０】
本発明の記録装置は、被記録媒体を搬送する搬送手段と、液体を吐出し、前記被記録媒体に記録を行う本発明の液体吐出ヘッドを保持し、かつ、前記被記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動する保持手段とを有する。
【００３１】
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（または可動部材）を経て、吐出口へ向かう液体の流れ方向に関して、またはこの構成上の方向に関しての表現として表される。
【００３２】
また、気泡自体に関する「下流側」とは、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、または、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。同様に、気泡自体に関する「上流側」とは、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上流側、または、発熱体の面積中心より上流側の領域で発生する気泡を意味する。
【００３３】
また、本発明で用いる可動部材と規制部との「接触」とは両者の間に数μｍ程度の液体が介在した近接状態であっても、直接接触した状態であってもよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本実施形態の液体吐出ヘッドの要部の側断面模式図である。また、図２（ａ）〜図２（ｅ）は、図１に示した液体吐出ヘッドからの液体の吐出過程を説明する図である。
【００３５】
まず図１を用いて、液体吐出ヘッドの構成について説明する。
【００３６】
この液体吐出ヘッドは、気泡発生手段である発熱体１０と可動部材１１とを有する素子基板１、ストッパ１２の形成された天板２及び吐出口４の形成されたオリフィスプレート５を有する。
【００３７】
液体が流れる流路３は、素子基板１と天板２とが積層状態で固着されることで形成されている。また、流路３は、１つの液体吐出ヘッドに複数並列に形成されており、下流側（図１左側）に形成された、液体を吐出する吐出口４に連通している。発熱体１０と液体の接する面の近傍領域には気泡発生領域が存在する。また、これら各流路３の上流側（図１右側）に同時に連通するように、大容積の共通液室６が設けられている。つまり、各流路３は、単一の共通液室６から分岐した形状となっている。この共通液室６の液室高さは、流路３の流路高さよりも高く形成されている。
【００３８】
可動部材１１は、一端支持の片持ち梁状であり、インクの流れの上流側で素子基板１に固定され、支点１１ａより下流側が素子基板１に対して上下方向に移動可能である。そして、可動部材１１は、初期状態においては、素子基板１との間に隙間を保ちつつ素子基板１に略平行に位置する。
【００３９】
素子基板１に配設された可動部材１１は、自由端１１ｂが発熱体１０のほぼ中央領域に位置するように配設されている。また、天板２に設けられたストッパ１２は、可動部材１１の自由端１１ｂがストッパ１２に接触することで自由端１１ｂの上方への変位量を規制するものである。可動部材１１がストッパ１２に接触することによる、可動部材１１の変位量規制時（可動部材接触時）には、可動部材１１及びストッパ１２により、流路３は、可動部材１１及びストッパ１２より上流側と可動部材１１及びストッパ１２より下流側とが実質的に遮断されることとなる。
【００４０】
自由端１１ｂの位置Ｙと、ストッパ１２の端Ｘとは、素子基板１に対して垂直な面上に位置していることが好ましい。さらに好ましくは、これらＸ、Ｙ、が発熱体１０の中心であるＺとともに基板に対して垂直な面上に位置していることが好ましい。
【００４１】
また、ストッパ１２から下流側の流路３の高さは急激に高くなる形状となっている。この構成により気泡発生領域の下流側の気泡は、可動部材１１がストッパ１２によって規制された際にも十分な流路高さを有しているため、気泡の成長を阻害することがないため吐出口４に向かって液体をスムーズに向かわせることができると共に吐出口４の下端から上端までの高さ方向での圧力バランスの不均一が少なくなるため、良好な液体の吐出を行うことができる。なお、従来の可動部材１１をもたない液体吐出ヘッドにおいて、このような流路構成を採った場合においてはストッパ１２の下流側で流路高さが高くなっている部分によどみが生じ、このよどみ部分に気泡が滞留しやすくなり、好ましいものではなかったが、本実施形態においては、上述したように液体の流れがこのよどみ部分まで及ぶため気泡滞留の影響は極めて少なくなる。
【００４２】
さらに、ストッパ１２を境として共通液室６側の天井形状は急激にたちあがるようになっている。この構成で可動部材１１がない場合には、気泡発生領域の下流側の流体抵抗が上流側の流体抵抗よりも小さくなるため、吐出に用いられる圧力は吐出口４側に向かいにくいものであったが、本実施形態においては、気泡形成時には可動部材１１により気泡発生領域の上流側への気泡の移動が実質的に遮断されているため、吐出に用いられる圧力は積極的に吐出口４側へ向かうと共に、インク供給時においては気泡発生領域の上流側の流体抵抗が小さくなっていることから気泡発生領域へインク供給が速やかになされるようになっている。
【００４３】
上記構成によれば、気泡の下流側への成長成分と上流側への成長成分とが均等ではなく、上流側への成長成分が少なくなり上流側への液体の移動が抑制される。上流側への液体の流れが抑制されるため、吐出後のメニスカスの後退量が減少し、その分リフィル時にメニスカスがオリフィス面５ａよりも突出する量も減少する。したがってメニスカス振動が抑制されることとなり、低周波数から高周波数まであらゆる駆動周波数において安定した吐出が行われる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、気泡の下流側の部分と吐出口４との間は液流に対しまっすぐな流路構造を保っている「直線的連通状態」となっている。これは、より好ましくは、気泡の発生時に生じる圧力波の伝播方向とそれに伴う液体の流動方向と吐出方向とを直線的に一致させることで、後述の吐出滴６６の吐出方向や吐出速度等の吐出状態をきわめて高いレベルで安定化させるという理想状態を形成することが望ましい。本実施形態では、この理想状態を達成、または近似させるための一つの定義として、吐出口４と発熱体１０、特に気泡の吐出口４側に影響力を持つ発熱体１０の吐出口４側(下流側)とが直接直線で結ばれる構成とすればよく、これは、流路３内の液体がない状態であれば、吐出口４の外側から見て発熱体１０、特に発熱体１０の下流側が観察することが可能な状態である。
【００４５】
次に、各部構成要素の寸法に関して説明する。
【００４６】
本発明においては、上述の可動部材の上面への気泡のまわり込み（気泡発生領域の上流側への気泡のまわり込み）について検討したところ、可動部材の移動速度と気泡成長速度（言い換えれば液体の移動速度）との関係によって可動部材の上面への気泡のまわり込みをなくし、良好な吐出特性を得ることができるという知見を得た。
【００４７】
すなわち、本発明は、気泡の体積変化率と可動部材の変位体積変化率とが共に増加傾向にある時点で前記可動部材の変位を前記規制部によって規制することにより、可動部材の上面への気泡のまわり込みをなくし、良好な吐出特性を得るものである。
【００４８】
このことについて、以下に図１７を用いて詳細に説明する。
【００４９】
まず、図１７（ａ）の状態から、発熱体８１０上で気泡が発生すると、瞬間的に圧力波が発生し、この圧力波により発熱体８１０周囲の液体が移動することで気泡８４０が成長していく。そして、当初、可動部材８１１は液体の移動にほぼ追従するように上方に変位する（図１７（ｂ））。さらに時間が進むと、液体の慣性力が小さくなることと可動部材８１１の弾力性とによって、可動部材１１の変位速度が急激に小さくなる。このとき、液体の移動速度はそれほど小さくなるものではないため、液体の移動速度と可動部材８１１の移動速度との差は大きくなる。そして、この時点で可動部材８１１（自由端８１１ｂ）とストッパ８１２との間隙が図１７（ｃ）のように依然広く存在する場合には、この間隙より液体が気泡発生領域の上流側（矢印方向）に流入することとなり、可動部材８１１がストッパ８１２と接触しにくい状態を作り出すと共に、吐出力の一部が損失することとなる。従って、このような場合には、規制部（ストッパ８１２）による可動部材８１１の規制（遮断）効果を十分に生かすことができないものとなる。
【００５０】
これに対して、本発明では、規制部による可動部材の規制を可動部材の変位が液体の移動にほぼ追従している段階で行うようにした。ここで、本発明においては、便宜上、可動部材の変位速度及び気泡の成長速度（液体の移動速度）を「可動部材変位体積変化率」、「気泡体積変化率」として表すものとする。なお、この「可動部材変位体積変化率」、「気泡体積変化率」とは、可動部材変位体積もしくは気泡体積を微分したものである。
【００５１】
このような構成により、可動部材１１の上面への気泡のまわり込みを生じるような液体の流れを実質上なくし、気泡発生領域の密閉状態をより確実にすることができるため、良好な吐出特性を得ることができる。
【００５２】
また、本構成によれば、可動部材１１がストッパ１２によって規制されたあとも、気泡４０は成長を続けるわけであるが、このときに気泡４０の下流側成分の自由成長を促すように、ストッパ１２部分と流路３の基板１と対向する面（上壁面）との距離（ストッパ１２の突出高さ）は十分に設けられていることが望ましい。
【００５３】
なお、本発明において、規制部のよる可動部材の変位の規制とは、可動部材の変位体積変化率が０または負となる状態を指す。
【００５４】
流路３の高さは５５［μｍ］であり、可動部材１１の厚さは５［μｍ］であり、気泡が発生していない状態（可動部材１１が変位していない状態）での、可動部材１１の下面と素子基板１の上面との間のクリアランスは５［μｍ］である。
【００５５】
また、天板２の流路壁面からストッパ１２の先端部までの高さをｔ1とし、可動部材１１の上面とストッパ１２の先端部との間のクリアランスをｔ2としたとき、ｔ1が３０［μｍ］以上のときは、ｔ2は１５［μｍ］以下とすることで液体の安定した吐出特性を発揮することができ、また、ｔ1が２０［μｍ］以上のときは、ｔ2は２５［μｍ］以下が好ましい。
【００５６】
次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの吐出動作について、図２（ａ）〜図２（ｅ）と、気泡の変位速度と体積の時間変化及び可動部材の変位速度と変位体積の時間変化を示す図である図３を用いて詳細に説明する。
【００５７】
図３において、気泡体積変化率ｖ1は実線で、気泡体積Ｖd1は二点鎖線で、可動部材変位体積変化率ｖ2は破線で、可動部材変位体積Ｖd2は一点鎖線でそれぞれ示されている。また、気泡体積変化率ｖ1は気泡体積Ｖd1の増加を正とし、気泡体積Ｖd1は体積の増加を正とし、可動部材変位体積変化率ｖ2は可動部材変位体積Ｖd2の増加を正とし、可動部材変位体積Ｖd2は体積の増加を正として、それぞれ示している。なお、可動部材変位体積Ｖd2は可動部材１１が図２（ａ）の初期状態から天板２側へ変位した際の体積を正とするため、可動部材１１が初期状態から素子基板１側に変位した際には、可動部材変位体積Ｖd2は負の値を示すこととなる。
【００５８】
図２（ａ）は、発熱体１０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１０が熱を発生する前の状態を示す。可動部材１１は、後述するように、発熱体１０の発熱によって発生する気泡に対し、この気泡の上流側半分に対面する領域に位置している。
【００５９】
図３においてはこの状態は、時間ｔ＝０のＡ点に相当する。
【００６０】
図２（ｂ）では、気泡発生領域内を満たす液体の一部が発熱体１０によって加熱され、膜沸騰に伴う気泡４０が発泡し始めた状態を示す。図３においてはこの状態は、Ｂ〜Ｃ1点の直前までの間に相当し、気泡体積Ｖd1は、時間とともに大きくなっていく状況が示されている。なお、このとき、可動部材１１の変位は気泡４０の体積変化より遅れて始まる。すなわち、膜沸騰による気泡４０の発生に基づく圧力波が流路３内を伝播し、それに伴い液体は気泡発生領域の中央領域を境に下流側及び上流側に移動し、上流側においては気泡４０の成長に伴う液の流れにより可動部材１１が変位し始める。また、上流側への液体の移動は流路３の壁面と可動部材１１との間をとおり共通液室６側に向かう。この時点におけるストッパ１２と可動部材１１との間のクリアランスは可動部材１１が変位するにつれ狭くなっていく。この状態で、吐出口４からは吐出滴６６が吐出され始める。
【００６１】
図２（ｃ）では、気泡４０のさらなる成長により変位した可動部材１１の自由端１１ｂがストッパ１２に接触した状態を示す。図３においてはこの状態は、Ｃ1〜Ｃ3点に相当する。
【００６２】
可動部材変位体積変化率ｖ2は、図２（ｂ）に示す状態から図２（ｃ）に示す状態である可動部材１１がストッパ１２に接触する前、すなわち、図３ではＢ点からＣ1点へ移行する際のＢ’点では急激に低下する。これは、可動部材１１がストッパ１２に接触する直前において、可動部材１１とストッパ１２との間の液体の流抵抗が急激に大きくなることによるものである。また、気泡体積変化率ｖ1も急激に低下する。
【００６３】
その後、可動部材１１はストッパ１２にさらに接近し、接触することとなるが、この可動部材１１とストッパ１２との接触は、ストッパ１２の高さｔ1と可動部材１１の上面とストッパ１２の先端部との間のクリアランスが上述のように寸法規定されることにより確実なものとなる。そして、可動部材１１がストッパ１２に接触するとそれ以上の上方への変位が規制される（図３のＣ1〜Ｃ3点）ため、上流方向への液体の移動もそこで大きく制限される。これに伴い気泡４０の上流側への成長も可動部材１１で制限される。しかしながら、上流方向への液体の移動力は大きいため、可動部材１１は上流方向へ引っ張られた形の応力を大きく受け、わずかながら上方凸状に変形を生じる。なお、このとき、気泡４０は成長を続けているが、ストッパ１２及び可動部材１１によって上流側への成長が規制されることで気泡４０の下流側がさらに成長することとなり、可動部材１１を設けない場合に比べ、発熱体１０の下流側における気泡４０の成長高さが高くなっている。すなわち、図３に示すように、可動部材変位体積変化率ｖ2は、可動部材１１がストッパ１２に接触していることによりＣ1〜Ｃ3点の間でゼロとなっているが、気泡４０は下流側に成長するため、Ｃ1点よりやや時間的に遅れたＣ2点まで成長を続け、このＣ2点で気泡体積Ｖd1は最大値となる。
【００６４】
一方、前述したように気泡４０の上流側の部分は、可動部材１１の変位がストッパ１２によって規制されているため、上流側への液流の慣性力によって可動部材１１を上流側へ凸形状に湾曲させ応力をチャージさせるまでにとどまった状態で小さなサイズになっている。この気泡４０の上流側の部分は、ストッパ１２、流路側壁、可動部材１１及び支点１１ａにより、上流側の領域へと進入する量がほとんどゼロに規制されている。
【００６５】
これによって、上流側への液流を大幅に規制し、隣接した流路への流体クロストークや、高速リフィルを阻害する供給路系における液の逆流や圧力振動を防止する。
【００６６】
図２（ｄ）では、前述した膜沸騰の後に気泡４０の内部の負圧が、流路３内の下流側への液体の移動に打ち勝って、気泡４０の収縮が開始された状態を示す。
【００６７】
気泡４０の収縮（図３においてＣ2〜Ｅ点）に伴い、可動部材１１は下方変位（図３においてＣ3〜Ｄ点）するが、可動部材１１自身片持ち梁ばねの応力と前述した上方凸変形の応力を持っており、それにより下方変位する速度を高める。そして、これに伴う、共通液室６と流路３との間に形成された低流路抵抗領域である可動部材１１の上流側での、液体の下流方向への流れは流路抵抗が小さい為、急速に大きな流れとなってストッパ１２を介し流路３へ流れ込む。これらの動作で共通液室６側の液体は流路３内へと誘導される。流路３内に導かれた液体はそのままストッパ１２と下方変位した可動部材１１との間をとおり、発熱体１０の下流側に流れ込むと同時に、まだ消泡しきっていない気泡４０に対し消泡を加速するように作用する。この液体の流れは消泡を助けたあと、吐出口４方向にさらに流れを作りメニスカスの復帰を助け、リフィル速度を向上する。
【００６８】
この段階で、吐出口４から出た吐出滴６６からなる液柱は、液滴となり外部へと飛翔する。
【００６９】
また、前述した可動部材１１とストッパ１２との間の部分を介した流路３への流れ込みは天板２側の壁面での流速を高めるため、この部分での微少泡などの残留も極めて少なく、吐出の安定性に寄与している。
【００７０】
さらに、消泡によるキャビテーション発生ポイントも気泡発生領域の下流側にずれるため、発熱体１０に対するダメージが少なくなる。同時に、同現象によりこの領域での発熱体１０へのこげの付着も少なくなる為、吐出安定性が向上する。
【００７１】
図２（ｅ）では、気泡４０が完全の消泡したあと、可動部材１１が初期状態から下方にオーバーシュートして変位した状態（図３においてＥ点以降）を示す。
【００７２】
この可動部材１１のオーバーシュートは、可動部材１１の剛性や使用する液体の粘度にもよるが、短い時間で減衰収束し、初期状態に戻る。
【００７３】
次に、図１に示した一部のヘッドの透視斜視図である図４を用いて、特に、可動部材１１の両側部から隆起する隆起気泡４１及び、吐出口４での液体のメニスカスに関して詳細に説明する。なお、図４に示す、ストッパ１２の形状及びストッパ１２より上流側の低流路抵抗領域３ａの形状は図１に示すものと異なるが、基本的特性は同様である。
【００７４】
本実施形態では、流路３を構成する壁の両側壁面と可動部材１１の両側部には僅かながらにクリアランスが存在し、可動部材１１のスムーズな変位を可能にしている。さらに、発熱体１０による発泡の成長工程において、気泡４０は可動部材１１を変位させるとともに、前記クリアランスを介し可動部材１１の上面側へ隆起して低流路抵抗領域３ａに若干侵入する。この侵入した隆起気泡４１は可動部材１１の背面（気泡発生領域と反対面）に回り込むことで可動部材１１のブレを抑え、吐出特性を安定化する。
【００７５】
さらに、気泡４０の消泡工程において、隆起気泡４１が低流路抵抗領域７０３ａから気泡発生領域への液流を促進させ、前述した、吐出口４側からの高速なメニスカス引き込みと相まって、消泡をすみやかに完了させる。特に、隆起気泡４１が引き起こす液流によって可動部材１１や流路３のコーナーに気泡を蓄留させることがほとんどない。
【００７６】
このように上記構成の液体吐出ヘッドでは、気泡４０の発生によって吐出口４から液体が吐出された瞬間では吐出滴６６は先端に球状部を持つ液柱に近い状態で吐出される。この事は旧来のヘッド構造でも同じであるが、本実施形態では、気泡の成長工程によって可動部材１１が変位し、この変位した可動部材１１がストッパ１２に接触したとき、気泡発生領域を有する流路３が吐出口を除いて、実質的に閉じた空間が形成される。したがって、この状態で気泡を消泡すれば、消泡によって可動部材１１がストッパ１２より離れるまでは上述の閉空間が保たれるため、気泡４０の消泡エネルギーのほとんどが吐出口４近傍の液体を上流方向へ移動させる力として働くこととなる。その結果、気泡４０の消泡開始直後においては、吐出口４からメニスカスが流路３内に急速に引き込まれ、吐出口４の外側で吐出滴６６と繋がって液柱を形成している尾引き部分がメニスカスにより強い力ですばやく切り離される。これにより、尾引き部分から形成されるサテライトドットが小さくなり、印字品位を向上させることができる。
【００７７】
さらに、尾引き部分がいつまでもメニスカスに引っ張られ続けないことで、吐出速度が低下せず、また吐出滴６６とサテライトドットとの距離も短くなるので、吐出滴６６の後方でいわゆるスリップストリーム現象によりサテライトドットが引き寄せられる。その結果、吐出滴６６とサテライトドットの合体も起こり得て、サテライトドットがほとんど無い液体吐出ヘッドを提供することが可能である。
【００７８】
さらに本実施形態は、上述した液体吐出ヘッドにおいて、可動部材１１が、吐出口４に向かう液体の流れに関して上流方向に成長する気泡４０のみを抑制するために設けられている。より好ましくは、可動部材１１の自由端１１ｂが気泡発生領域の実質中央部に位置している。この構成によれば、液体の吐出にとって直接関係しない、気泡成長による上流側へのバック波及び液体の慣性力を抑えるとともに、気泡４０の下流側への成長成分を素直に吐出口４の方向に向けることが可能である。
【００７９】
さらに、ストッパ１２を境界として吐出口４とは反対側の低流路抵抗領域３ａの流路抵抗が低いため、気泡４０の成長による上流方向への液体の移動が低流路抵抗領域３ａによって大きな流れとなるので、変位した可動部材１１がストッパ１２に接触したとき、可動部材１１が上流方向へ引っ張られた形の応力を受けることとなる。その結果、この状態で消泡を開始しても、気泡４０の成長による上流方向への液体移動力が大きく残るため、この液体移動力に対し可動部材１１の反発力が勝るまでの一定の間、上述の閉空間を保つことができる。すなわち、この構成によって、高速メニスカス引き込みがより確実なものとなる。また、気泡４０の消泡工程が進み、気泡成長による上流方向への液体移動力に対し可動部材１１の反発力が勝ると、可動部材１１が初期状態に戻ろうと下方変位し、これに伴い低流路抵抗領域３ａでも下流方向への流れが生じる。低流路抵抗領域３ａでの下流方向への流れは流路抵抗が小さい為、急速に大きな流れとなってストッパ１２を介し流路３へ流れ込む。その結果、この吐出口４に向かう下流方向への液移動により、上述のメニスカスの引き込みを急制動させ、メニスカスの振動を高速に収束させることができる。
【００８０】
以上、説明したように本実施形態の液体吐出ヘッドは、ストッパ１２の高さと、可動部材１１の上面とストッパ１２の先端部との間のクリアランスとが上述のように寸法規定されていることにより、可動部材１１は確実にストッパ１２に接触し、液体の吐出エネルギーを効率よく液体に伝達させるとともに、液体を安定的に吐出させて、所望の吐出特性を確実に発揮することができる。
【００８１】
また、気泡の体積変化率と可動部材の変位体積変化率とが共に増加傾向にある時点で前記可動部材の変位を前記規制部によって規制することにより、可動部材の上面への気泡のまわり込みをなくし、良好な吐出特性を得ることができた。
（第２の実施形態）
次に、図５に本実施形態の液体吐出ヘッドの要部の模式図を示す。図５（ａ２）〜図５（ｅ２）は、流路に沿った方向で切断した際の断面図であり、図５（ａ１）〜図５（ｅ１）は、図５（ａ２）〜図５（ｅ２）のＣ−Ｃ線での断面図であり、図５（ａ３）は、図５（ａ２）のＢ−Ｂ線での断面図である。
【００８２】
本実施形態の液体吐出ヘッドの構成は、ストッパ４１２の上流側に、側方ストッパ４１２ａが両側壁４０７に沿って形成されている以外は、各部の寸法を含め基本的に第１の実施形態で示した液体吐出ヘッドと同様であるため、詳細の説明は省略する。なお、天板４０２からの側方ストッパ４１２ａの高さは、ストッパ４１２と同じである。
【００８３】
次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの吐出動作に関して説明する。
【００８４】
図５（ａ１）、図５（ａ２）、図５（ａ３）は、気泡が発生していない初期状態である。
【００８５】
発熱体４１０に電気エネルギー等のエネルギーが印加されることで発熱体４１０が発熱することにより、図５（ｂ１）、図５（ｂ２）に示すように気泡４４０が発生し、可動部材４１１が天板４０２の方向へと変位する。この状態で、吐出口４０４から吐出滴４６６が吐出され始める。
【００８６】
さらに、図５（ｃ１）、図５（ｃ２）に示すように気泡４４０が成長することで可動部材４１１の自由端４１１ｂがストッパ４１２の先端部に接触し、次いで、可動部材４１１の自由端４１１ｂ近傍が図５（ｃ２）に示すように変形することで可動部材４１１は側方ストッパ４１２ａに接触する。
【００８７】
このとき、ストッパ４１２及び側方ストッパ４１２ａと可動部材４１１の側部のクリアランスは狭いため、気泡発生領域より上流側、すなわち、共通液室４０６側へ液体の通り抜けはかなり規制される。それに伴い可動部材４１１を境界として気泡発生領域側と共通液室４０６側の圧力差が大きく生じ、可動部材４１１は側方ストッパ４１２ａにより密着するかたちで押しつけられる。したがって、可動部材４１１とストッパ４１２及び側方ストッパ４１２ａとの密着性が高まるため、可動部材４１１と側壁４０７とのクリアランスが十分に設けられていても、このクリアランス部分からの液体の漏れがなくなる。この構成により、気泡発生領域の共通液室４０６側に対する密閉性は高まり、共通液室４０６側に液体が漏れて吐出力を損失することが少なくなる。
【００８８】
この状態で、液柱となった吐出滴４６６はさらに尾を引き発達している。
【００８９】
次に、図５（ｄ１）、図５（ｄ２）に示すように、膜沸騰の後に気泡内部の負圧が流路３内の下流側への液体の移動に打ち勝って、気泡４４０が収縮し、これに伴い可動部材４１１は下方に変位し吐出口４０４方向への液体のリフィルがなされる。この段階で、吐出口４０４から出た吐出滴４６６からなる液柱は、図示しないが液滴となり外部へと飛翔する。
【００９０】
その後、図５（ｅ１）、図５（ｅ２）に示すように、気泡４４０が完全に消泡したあと、可動部材４１１が初期状態から下方にオーバーシュートして変位する。このオーバーシュートは、短い時間で減衰収束し、初期状態に戻る。
【００９１】
以上、説明したように本実施形態の液体吐出ヘッドは、ストッパ４１２及び側方ストッパ４１２ｂの高さと、可動部材４１１の上面とストッパ４１２及び側方ストッパ４１２ｂの先端部との間のクリアランスとが寸法規定されていることにより、可動部材４１１は確実にストッパ４１２及び側方ストッパ４１２ｂに接触し、液体の吐出エネルギーを効率よく液体に伝達させるとともに、液体を安定的に吐出させて、第１の実施形態と同様に所望の吐出特性を確実に発揮することができる。
【００９２】
また、気泡の体積変化率と可動部材の変位体積変化率とが共に増加傾向にある時点で前記可動部材の変位を前記規制部によって規制することにより、可動部材の上面への気泡のまわり込みをなくし、良好な吐出特性を得ることができた。
（第３の実施形態）
次に、図６に本実施形態の液体吐出ヘッドの要部の側断面模式図を示す。また、図７（ａ）〜図７（ｅ）に、図６に示した液体吐出ヘッドからの液体の吐出過程を説明する図を示す。
【００９３】
まず、本実施形態の液体吐出ヘッドの基本的構成に関して説明する。
【００９４】
可動部材５１１の下面に素子基板５０１の方向に向けて突出した弁下凸部５１３が形成されており、これにより、素子基板５０１と可動部材５１１の下面とのクリアランスが後述のｔ4となる。この弁下凸部５１３は後述するように上流側への気泡の成長を抑制することで吐出エネルギー向上に寄与するものである。
【００９５】
この弁下凸部５１３が設けられる位置としては、可動部材５１１が素子基板５０１側に変位する際にこの弁下凸部５１３が素子基板５０１に接触することがあるため、少なくとも発熱体５１０周囲の段差部分から離れた位置に設けられることが望ましい。具体的には有効発泡領域から５［μｍ］以上離れていることが望ましい。また、あまりに気泡発生領域から離れすぎると、上流側への気泡成長抑制の効果を発揮できなくなるため、発熱体５１０の有効発泡領域から略発熱体長の半分までの距離内に設けられていることが望ましい。
【００９６】
なお、上述以外の基本的な構成は第１の実施形態の液体吐出ヘッドと同様であるため詳細の説明は省略する。
【００９７】
次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの各部構成要素の寸法に関して説明する。
【００９８】
流路５０３の高さは５５［μｍ］であり、可動部材５１１の厚さは５［μｍ］であり、気泡が発生していない状態（可動部材５１１が変位していない状態）での、弁下凸部５１３と素子基板５０１の上面との間のクリアランスは５［μｍ］であり、天板５０２の流路壁面からストッパ５１２の先端部、すなわち、ストッパ５１２の高さは２０［μｍ］である。各部の寸法がこのような値である場合、ストッパ５１２の先端部と可動部材５１１の上面との間のクリアランスｔ3は、１０〜１５［μｍ］で、これに対して、素子基板５０１と可動部材５１１の下面とのクリアランスｔ4は、ｔ3＋ｔ4が３０［μｍ］となるような組み合わせの２０〜１５［μｍ］の範囲内の値をとる。
【００９９】
次に、図７（ａ）〜図７（ｅ）を用いて、本実施形態の液体吐出ヘッドの吐出動作に関して説明する。
【０１００】
図７（ａ）は、気泡が発生していない初期状態である。
【０１０１】
発熱体５１０に電気エネルギー等のエネルギーが印加されることで発熱体５１０が発熱することにより、図７（ｂ）に示すように気泡５４０が発生し、可動部材５１１が天板５０２の方向へと変位する。この状態で、吐出口５０４から吐出滴５６６が吐出され始める。
【０１０２】
さらに、図７（ｃ）に示すように気泡５４０が成長することで可動部材５１１の自由端５１１ｂがストッパ５１２の先端部に接触する。このとき、気泡５１０は、上流側にも成長しようとするが、弁下凸部５１３によりその成長が抑制される。これにより、気泡５１０は吐出口５０４方向に向けてより成長することとなる。
【０１０３】
この状態で、液柱となった吐出滴５６６はさらに尾を引き発達している。
【０１０４】
次に、図７（ｄ）に示すように、膜沸騰の後に気泡内部の負圧が流路５０３内の下流側への液体の移動に打ち勝って、気泡５４０が収縮し、これに伴い可動部材５１１は下方に変位するとともに可動部材５１１の弁下凸部５１３が素子基板５１１に接触した状態で、吐出口５０４方向への液体のリフィルがなされる。この段階で、吐出口５０４から出た吐出滴５６６からなる液柱は、液滴となり外部へと飛翔する。
【０１０５】
その後、図７（ｅ）に示すように、気泡５４０が完全に消泡したあと、可動部材５１１が初期状態から下方にオーバーシュートして変位する。この際、弁下凸部５１３が素子基板５０１に接触していることで、オーバーシュートにより可動部材５１１の自由端５１１ｂが下方に変位しても、自由端５１１ｂと素子基板５０１との間には十分なクリアランスがあるため、自由端５１１ｂが素子基板５０１に接触して自由端５１１ｂあるいは素子基板５０１の表面が損傷するといったことはない。また、弁下凸部５１３が素子基板５０１に接触する際に両者の接触による衝撃を吸収するため、オーバーシュートの減衰収束に要する時間も短くなる。
【０１０６】
なお、本実施形態においても、第２の実施形態で示したような側方ストッパがストッパ５１２の上流側に設けられているものであってもよい。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態の液体吐出ヘッドは、ストッパ５１２の高さと、可動部材５１１の上面とストッパ５１２の先端部との間のクリアランスとが寸法規定されていることにより、可動部材５１１は確実にストッパ５１２に接触し、液体の吐出エネルギーを効率よく液体に伝達させるとともに、液体を安定的に吐出させて、第１及び第２の実施形態と同様に所望の吐出特性を確実に発揮することができる。
【０１０８】
また、可動部材５１１の下面に弁下凸部５１３が設けられていることにより、気泡５４０の吐出口方向への成長が促進されて吐出効率が高まるとともに、オーバーシュートによる自由端５１１ｂあるいは素子基板５０１の表面の損傷を防止することができる。
【０１０９】
また、気泡の体積変化率と可動部材の変位体積変化率とが共に増加傾向にある時点で前記可動部材の変位を前記規制部によって規制することにより、可動部材の上面への気泡のまわり込みをなくし、良好な吐出特性を得ることができた。
（第４の実施形態）
次に、図８に本実施形態の液体吐出ヘッドの要部の側断面模式図を示す。また、図９（ａ）〜図９（ｅ）に、図８に示した液体吐出ヘッドからの液体の吐出過程を説明する図を示す。
【０１１０】
まず、本実施形態の液体吐出ヘッドの基本的構成に関して説明する。
【０１１１】
可動部材６１１は、初期状態において素子基板６０１の表面と平行な平行部６１１ｄと、下面に素子基板６０１の方向に向けて突出した弁下凸部６１３から自由端６１１ｂに向けて、斜め上方に反った形状の上反部６１１ｃとを有する。このような形状の可動部材６１１とすることで、例えば、第３の実施形態の可動部材５１１を有する液体吐出ヘッドの構成に比べて、可動部材６１１より上流側の流路断面積を大きくとることができる。
【０１１２】
なお、上述以外の基本的な構成は第１の実施形態の液体吐出ヘッドと同様であるため詳細の説明は省略する。
【０１１３】
次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの各部構成要素の寸法に関して説明する。
【０１１４】
流路６０３の高さは５５［μｍ］であり、可動部材６１１の厚さは５［μｍ］であり、気泡が発生していない状態（可動部材６１１が変位していない状態）での、弁下凸部６１３と素子基板６０１の上面との間のクリアランスは５［μｍ］であり、天板６０２の流路壁面からストッパ６１２の先端部、すなわち、ストッパ６１２の高さは２０［μｍ］である。各部の寸法がこのような値である場合、ストッパ６１２の先端部と可動部材６１１の自由端６１１ｂとの間のクリアランスｔ5は、１０〜１５［μｍ］である。
【０１１５】
次に、図９（ａ）〜図９（ｅ）を用いて、本実施形態の液体吐出ヘッドの吐出動作に関して説明する。
【０１１６】
図９（ａ）は、気泡が発生していない初期状態である。
【０１１７】
発熱体６１０に電気エネルギー等のエネルギーが印加されることで発熱体６１０が発熱することにより、図９（ｂ）に示すように気泡６４０が発生し、可動部材６１１が天板６０２の方向へと変位する。この状態で、吐出口５０４から吐出滴５６６が吐出され始める。
【０１１８】
さらに、図９（ｃ）に示すように気泡６４０が成長することで可動部材６１１の自由端６１１ｂがストッパ６１２の先端部に接触する。このとき、気泡６１０は、上流側にも成長しようとするが、弁下凸部６１３によりその成長が抑制される。これにより、気泡６１０は吐出口６０４方向に向けてより成長することとなる。また、可動部材６１１は上反部６１１ｃを有することにより、初期状態からストッパ６１２に接触するまでの可動部材６１１の上方への変位量は小さいとともに、平行部６１１ｄの上方への変位量も小さいため、自由端６１１ｂがストッパ６１２に接触した状態でも可動部材６１１より上流側の流路断面積は十分に確保されることとなる。
【０１１９】
この状態で、液柱となった吐出滴６６６はさらに尾を引き発達している。
【０１２０】
次に、図９（ｄ）に示すように、膜沸騰の後に気泡内部の負圧が流路６０３内の下流側への液体の移動に打ち勝って、気泡６４０が収縮し、これに伴い可動部材６１１は下方に変位するとともに可動部材６１１の弁下凸部６１３が素子基板６１１に接触した状態で、吐出口６０４方向への液体のリフィルがなされる。上述したように、可動部材６１１より上流側の流路断面積は十分に確保されているため、リフィル時における可動部材６１１より上流側の流路抵抗を小さくすることができ、リフィルの効率が高められることとなる。
【０１２１】
この段階で、吐出口６０４から出た吐出滴６６６からなる液柱は、液滴となり外部へと飛翔する。
【０１２２】
その後、図９（ｅ）に示すように、気泡６４０が完全に消泡したあと、可動部材６１１が初期状態から下方にオーバーシュートして変位する。この際、可動部材６１１は上反部６１１ｃを有しているので自由端６１１ｂと素子基板６０１との間のクリアランスは大きく、よって、自由端６１１ｂがオーバーシュートにより下方に変位しても、自由端６１１ｂが素子基板６０１に接触し、自由端６１１ｂあるいは素子基板６０１の表面が損傷するといったことはない。また、弁下凸部６１３が素子基板６０１に接触した際に両者の接触による衝撃を吸収するため、オーバーシュートの減衰収束に要する時間も短くなる。
【０１２３】
なお、本実施形態においても、第２の実施形態で示したような側方ストッパがストッパ６１２の上流側に設けられているものであってもよい。この場合、側方ストッパの形状は、自由端６１１ｂがストッパ６１２に接した状態で上反部６１１ｃの傾斜に沿うような形状であることが好ましい。
【０１２４】
以上説明したように、本実施形態の液体吐出ヘッドは、ストッパ６１２の高さと、可動部材６１１の自由端６１１ｂとストッパ６１２の先端部との間のクリアランスとが寸法規定されていることにより、自由端６１１ｂは確実にストッパ６１２に接触し、液体の吐出エネルギーを効率よく液体に伝達させるとともに、液体を安定的に吐出させて、第１ないし第３の実施形態と同様に所望の吐出特性を確実に発揮することができる。
【０１２５】
また、可動部材６１１が上反部６１１ｃを有する形状であるため、可動部材６１１より上流側の流路断面積が十分に確保されることとなり、よって、リフィル時における流路抵抗が低減され、リフィルの効率を高めることができる。
【０１２６】
また、気泡の体積変化率と可動部材の変位体積変化率とが共に増加傾向にある時点で前記可動部材の変位を前記規制部によって規制することにより、可動部材の上面への気泡のまわり込みをなくし、良好な吐出特性を得ることができた。
（第５の実施形態）
次に、図１０に、発熱体と吐出口が平行平面上で対面するサイドシュータタイプの本実施形態の液体吐出ヘッドの要部の側断面模式図を示す。
【０１２７】
まず、本実施形態の液体吐出ヘッドの基本的構成に関して説明する。
【０１２８】
素子基板７０１上の発熱体７１０は、天板７０２に形成された吐出口７０４に相対するように配設されている。吐出口７０４は発熱体７１０上を通る流路７０３と連通している。発熱体７１０と液体との接する面の近傍領域には気泡発生領域が存在する。そして、下面に素子基板７０１の方向に向けて突出した弁下凸部７１３の形成された２つの可動部材７１１が素子基板７０１上に支持され、各々の可動部材７１１は発熱体７１０の中心を通る面に対して面対称となるように形成されており、各々の可動部材７１１の自由端は発熱体７１０上で向き合うように位置している。また、各々の可動部材７１１は発熱体７１０への投影面積を等しくしており、各々の可動部材７１１の自由端どうしは所望の寸法で隔てられている。ここで、各可動部材７１１は、発熱体７１０の中心を通る面の分割壁で分割したと仮定した際、それぞれの分割された発熱体７１０の中心付近に可動部材７１１の自由端が位置するように設けられている。
【０１２９】
天板７０２には各可動部材７１１の変位をある範囲で規制するストッパ７１２が設けられている。共通液室７０６から吐出口７０４への流れにおいて、ストッパ７１２を境に上流側に、流路７０３と比較して相対的に流路抵抗の低い低流路抵抗領域７０３ａが設けられている。この低流路抵抗領域７０３ａにおける流路構造は流路７０３よりも流路断面積が大きいことで、液体の移動に対し流路から受ける抵抗を小さくしている。
【０１３０】
次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの各部寸法に関して説明する。
【０１３１】
流路７０３の高さは５５［μｍ］であり、可動部材７１１の厚さは５［μｍ］であり、気泡が発生していない状態（可動部材７１１が変位していない状態）での、弁下凸部７１３と素子基板７０１の上面との間のクリアランスは５［μｍ］である。
【０１３２】
また、天板７０２の流路壁面からストッパ７１２の先端部までの高さをｔ6とし、可動部材７１１の上面とストッパ７１２の先端部との間のクリアランスをｔ7としたとき、ｔ6が３０［μｍ］以上のときは、ｔ7は１５［μｍ］以下とすることで液体の安定した吐出特性を発揮することができ、また、ｔ6が２０［μｍ］以上のときは、ｔ7は２５［μｍ］以下が好ましい。
【０１３３】
また、ｔ6が２０［μｍ］のときは、ｔ7は１０〜１５［μｍ］とし、素子基板７０１と可動部材７１１の下面とのクリアランスと、ｔ7との和が３０［μｍ］となるような組み合わせの２０〜１５［μｍ］の範囲内の値をとるものとしてもよい。
【０１３４】
さらに、可動部材７１１が第４の実施形態で示した可動部材のように上反部を有するものであってもよく、この場合、ｔ6が２０［μｍ］で、可動部材７１１の自由端とストッパ７１２の先端部との間のクリアランスをｔ7としたとき、ｔ7を１０〜１５［μｍ］とするものであってもよい。
【０１３５】
次に、本実施形態の構造による特徴的な作用及び効果を説明する。
【０１３６】
図１１（ａ）では、気泡発生領域内を満たす液体の一部が発熱体７１０によって加熱され、膜沸騰に伴う気泡７４０が最大に成長した状態を示す。このとき、気泡７４０の発生に基づく圧力により流路７０３内の液体が吐出口７０４方向に移動し、気泡７４０の成長により各可動部材７１１が変位し、吐出口７０４から吐出滴７６６が飛び出そうとしている。ここで、共通液室７０６方向への液体の移動は各低流路抵抗領域７０３ａによって大きな流れとなるが、２つの可動部材７１１は各々のストッパ７１２に接近または接触するまで変位すると、それ以上の変位が規制されるため、共通液室７０６方向への液体の移動もそこで大きく制限される。同時に気泡７４０の上流側への成長も可動部材７１１で制限される。しかしながら、上流方向への液体の移動力は大きいため、各可動部材７１１で成長を制限された気泡７４０の一部は、図示しないが、流路７０３を形成する側壁と可動部材７１１の側部との間隙を通り、可動部材７１１の上面側に隆起している。
【０１３７】
かかる膜沸騰の後に気泡７４０の収縮が開始された場合、この時点では液体の上流方向への力が大きく残るため、各可動部材７１１は未だストッパ７１２に接触された状態であり、気泡７４０の収縮の多くは吐出口７０４から上流方向への液移動を生じさせる。したがって、メニスカスはこの時点で吐出口７０４から流路７０３内に大きく引き込まれ、吐出液滴７６６と繋がっている液柱を強い力ですばやく切り離す。その結果、吐出口７０４の外側にとり残される液滴すなわちサテライトが少なくなる。
【０１３８】
消泡工程がほぼ終了すると、各低流路抵抗領域７０３ａでは液体の上流方向の移動力に対し可動部材７１１の反発力（復元力）が勝り、可動部材７１１の下方変位とそれに伴う低流路抵抗領域７０３ａでの下流方向への流れとが開始される。これと同時に、低流路抵抗領域７０３ａでの下流方向への流れは流路抵抗が小さい為、急速に大きな流れとなってストッパ７１２部分を介し流路７０３へ流れ込む。図１０（ｂ）はこの気泡７４０の消泡工程における液流をＡＢで示したものである。液流Ａは共通液室７０６からの液体が可動部材７１１の上面（発熱体と反対面）側を通って吐出口７０４方向に流れる成分を示し、液流Ｂは可動部材７１１の両側と発熱体７１０上を通って流れる成分を示している。
【０１３９】
このように本形態では、吐出用液体を低流路抵抗領域７０３ａより供給することで、リフィル性をより高速に高めている。また、低流路抵抗領域７０３ａに隣接する共通液室７０６がさらに流路抵抗を小さくしているので、さらに高速リフィルを可能にしている。
【０１４０】
さらに、気泡７４０の消泡工程において、隆起気泡４１が各低流路抵抗領域７０３ａから気泡発生領域への液流を促進させ、前述した、吐出口７０４側からの高速なメニスカス引き込みと相まって、消泡をすみやかに完了させる。特に、隆起気泡４１が引き起こす液流によって可動部材７１１や流路７０３のコーナーに気泡を蓄留させることがほとんどない。
【０１４１】
なお、本実施形態においても、第２の実施形態で示したような側方ストッパがストッパ６１２の上流側に設けられているものであってもよい。
【０１４２】
以上説明したように、本実施形態の液体吐出ヘッドは、各ストッパ７１２の高さと、各可動部材７１１の上面とストッパ７１２の先端部との間のクリアランスとが寸法規定されていることにより、各可動部材７１１は確実にストッパ７１２に接触し、液体の吐出エネルギーを効率よく液体に伝達させるとともに、液体を安定的に吐出させて、第１ないし第４の実施形態と同様に所望の吐出特性を確実に発揮することができる。
【０１４３】
また、気泡の体積変化率と可動部材の変位体積変化率とが共に増加傾向にある時点で前記可動部材の変位を前記規制部によって規制することにより、可動部材の上面への気泡のまわり込みをなくし、良好な吐出特性を得ることができた。
【０１４４】
＜可動部材＞
次に、上述の各実施形態の液体吐出ヘッドに用いられる可動部材に関して詳細に説明する。なお、以下に示す記号は代表として第１の実施形態で用いられた記号を用いる。
【０１４５】
可動部材１１の材料としては、窒化シリコンのほか、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、チッ化珪素等のセラミックおよびその化合物が望ましい。
【０１４６】
次に、発熱体１０と可動部材１１の配置関係について説明する。発熱体１０と可動部材１１の最適な配置によって、発熱体１０による発泡時の液の流れを適正し制御して有効に利用することが可能となる。
【０１４７】
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４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１２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１０上のコゲの様子から、この非発泡有効領域Ｓが発熱体１０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４［μｍ］幅は、発泡に関与されていないとされている。
【０１４８】
したがって、発泡圧を有効利用するためには、発熱体１０の周囲から約４［μｍ］以上内側の発泡有効領域の直上が可動部材１１に対し有効に作用する領域であるが、本発明の場合、気泡発生領域のほぼ中央領域（実際には中央から液の流れ方向に±約１０［μｍ］の範囲）の上流側と下流側の気泡の流路３内の液流に対する作用を独立的に作用せしめる段階と、総合的に作用せしめる段階とを区分せしめることに着目し、該中央領域より上流側部分のみが可動部材１１に対面するように、可動部材１１を配置するのが極めて重要であるといえる。本実施形態においては、発泡有効領域を発熱体１０の周囲から約４［μｍ］以上内側としたが、発熱体１０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。
【０１４９】
＜素子基板＞
次に、上述の各実施形態の液体吐出ヘッドに用いられる素子基板に関して詳細に説明する。なお、以下に示す記号は代表として第１の実施形態で用いられた記号を用いる。
【０１５０】
以下に液体に熱を与えるための発熱体１０が設けられた素子基板１の構成について詳細に説明する。
【０１５１】
図１３は、素子基板の構成を説明するための、本発明の一例である液体吐出ヘッドの要部の模式的側断面図を示したもので、図１３（ａ）は後述する保護膜がある液体吐出ヘッド、図１３（ｂ）は保護膜がない液体吐出ヘッドである。
【０１５２】
素子基板１上には、前記した流路３を構成する溝を設けた溝付き天板２が配されている。
【０１５３】
素子基板１は、シリコン等の基体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１０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（０．０１〜０．２［μｍ］厚）とアルミニュウム等の配線電極１０４（０．２〜１．０［μｍ］厚）を図１３（ａ）のようにパターニングしている。この配線電極１０４から抵抗層１０５に電圧を印加し、抵抗層１０５に電流を流し発熱させる。配線電極１０４間の抵抗層１０５上には、酸化シリコンやチッ化シリコン等の保護膜１０３を０．１〜２．０［μｍ］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１０２（０．１〜０．６［μｍ］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。
【０１５４】
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１０２として用いられる。
【０１５５】
また、液体、流路構成、抵抗材料の組み合わせにより、上述の抵抗層１０５に保護膜１０３を必要としない構成でもよく、その例を図１３（ｂ）に示す。このような保護膜１０３を必要としない抵抗層１０５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。
【０１５６】
このように、前述の各実施形態における発熱体１０の構成としては、前述の電極１０４間の抵抗層１０５（発熱部）だけででもよく、また抵抗層１０５を保護する保護膜１０３を含むものでもよい。
【０１５７】
各実施形態においては、発熱体１０として電気信号に応じて発熱する抵抗層１０５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、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。
【０１５８】
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１０５に電気信号を供給するための配線電極１０４で構成される発熱体１０の他に、この発熱体１０（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。
【０１５９】
また、前述のような素子基板１に設けられている発熱体１０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１４に示されるような矩形パルスを印加し、配線電極１０４間の抵抗層１０５を急峻に発熱させる。前述の各実施形態のヘッドにおいては、それぞれ電圧２４［Ｖ］、パルス幅７［μｓｅｃ］、電流１５０［ｍＡ］、電気信号を６［ｋＨｚ］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４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。
【０１６０】
＜記録装置＞
以下に、各実施形態において説明した液体吐出ヘッドを用いた記録装置の一例に関して説明する。
【０１６１】
図１５は、前述の液体吐出ヘッドを組み込み、吐出液体としてインクを用いた記録装置の一例を示す模式的斜視図である。キャリッジＨＣは、インクを収容する液体タンク部９０と、液体吐出ヘッドである記録ヘッド部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。
【０１６２】
不図示の駆動信号供給手段からキャリッジＨＣ上の液体吐出手段に駆動信号が供給されると、この信号に応じて記録ヘッド部から被記録媒体に対してインク（記録液体）が吐出される。
【０１６３】
また、本実施形態の記録装置においては、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１１５等を有している。この記録装置およ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。
【０１６４】
図１６は、上述した各実施形態の液体吐出ヘッドによりインクジェット式記録を行なうための記録装置全体のブロック図である。
【０１６５】
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ーフェイス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ＣＰＵ（中央処理装置）３０２に入力される。ＣＰＵ３０２はＲＯＭ（リード・オンリー・メモリー）３０３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ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリー）３０４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。
【０１６６】
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部を搭載したキャリッジＨＣを移動する駆動用モータ３０６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、記録ヘッド部２００および駆動用モータ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。
【０１６７】
このような記録装置に用いられ、インク等の液体の付与が行われる被記録媒体１５０としては、各種の紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板等に用いられるプラスチック材、布帛、アルミニウムや銅等の金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板等の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ等の三次元構造体等を対象とすることができる。
【０１６８】
また、この記録装置として、各種の紙やＯＨＰシート等に対して記録を行うプリンタ装置、コンパクトディスク等のプラスチック材に記録を行うプラスチック用記録装置、金属板に記録を行う金属用記録装置、皮革に記録を行う皮革用記録装置、木材に記録を行う木材用記録装置、セラミックス材に記録を行うセラミックス用記録装置、スポンジ等の三次元網状構造体に対して記録を行う記録装置、または布帛に記録を行う捺染装置等をも含むものである。
【０１６９】
また、これらの液体吐出ヘッドに用いる吐出液としては、それぞれの被記録媒体や記録条件に合わせた液体を用いればよい。
【０１７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、可動部材の自由端は発熱体の中心をとおり基板に対して直交する面上に位置しており、規制部の高さを２０μｍ以上とし、気泡が発生していない初期状態での、可動部材と規制部とにより形成される流路内の第１のクリアランスを１０μｍ以上とすることで、可動部材を規制部に確実に接触させて可動部材の変位量を機械的に確実に規制できるとともに、リフィル時の規制部及び可動部材による吐出口側への液体の流れへの影響を少なくすることができ、スムーズな液体の供給を実現できる。よって、気泡による液体の吐出エネルギーを効率よく液体に伝達させるとともに、液体を安定的に吐出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの側断面模式図である。
【図２】図１に示した液体吐出ヘッドからの液体の吐出過程を説明する図である。
【図３】気泡の変位速度と体積の時間変化及び可動部材の変位速度と変位体積の時間変化を示す図である。
【図４】図１に示した一部のヘッドの透視斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の液体吐出ヘッドの側断面模式図及び液体の吐出過程を説明する図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の液体吐出ヘッドの側断面模式図である。
【図７】図６に示した液体吐出ヘッドからの液体の吐出過程を説明する図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の液体吐出ヘッドの側断面模式図である。
【図９】図８に示した液体吐出ヘッドからの液体の吐出過程を説明する図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態のサイドシュータタイプの液体吐出ヘッドの側断面模式図である。
【図１１】図１０に示した液体吐出ヘッドにおける、気泡が最大に成長した状態を示す図である。
【図１２】発熱体面積とインク吐出量の関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の液体吐出ヘッドの素子基板の構成を説明する模式的速断面図である。
【図１４】発熱体に印加されるパルス波形を示すグラフである。
【図１５】本発明の記録装置の一例を示す模式的斜視図である。
【図１６】本発明の液体吐出ヘッドによりインクジェット式記録を行なうための記録装置全体のブロック図である。
【図１７】可動部材と規制部との間隙に液体が流入している状況を説明する図である。
【符号の説明】
１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１    素子基板
２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２    天板
３、４０３、５０３、６０３、７０３、８０３    流路
４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４    吐出口
５、４０５、５０５、６０５、７０５、８０５    オリフィスプレート
５ａ    オリフィス面
６、４０６、５０６、６０６、７０６、８０６    共通液室
１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０    発熱体
１１、４１１、５１１、６１１、７１１、８１１    可動部材
１１ａ、４１１ａ、５１１ａ、６１１ａ、７１１ａ、８１１ａ    支点
１１ｂ、４１１ｂ、５１１ｂ、６１１ｂ、７１１ｂ、８１１ｂ    自由端
４０、４４０、５４０、６４０、７４０    気泡
４１    隆起気泡
６６、４６６、５６６、６６６    吐出滴
１０２    耐キャビテーション層
１０３    保護層
１０４    配線電極
１０５    抵抗層
１０６    チッ化シリコン膜
１０７    基体
１１１    モーター
１１２，１１３    ギア
１１５    キャリッジ軸
１５０    記録媒体
２００    ヘッド
３００    ホストコンピュータ
３０１    入出力インターフェイス
３０２    ＣＰＵ
３０３    ＲＯＭ
３０４    ＲＡＭ
３０５    モータドライバ
３０６    駆動用モータ
３０７    ヘッドドライバ
４０７    側壁
４１２ｂ    側方ストッパ
５１３、６１３    弁下凸部
６１１ｃ    上反部
６１１ｂ    平行部
７１２    低流路抵抗領域
ｖ1    気泡体積変化率
ｖ2    可動部材変位体積変化率
Ｖd1    可動部材変位体積
Ｖd2    気泡体積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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