專利名稱：噴液頭,噴液設(shè)備和打印系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴液頭、噴液設(shè)備和應(yīng)用這種噴液頭的打印系統(tǒng)，所說(shuō)的噴液頭通過(guò)產(chǎn)生液泡而噴射所需的液體，所說(shuō)液泡的產(chǎn)生是通過(guò)對(duì)液體施加熱能而引起的。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及具有可移動(dòng)構(gòu)件的噴液頭和使用這種噴液頭的噴液設(shè)備，上述可移動(dòng)構(gòu)件通過(guò)液泡的產(chǎn)生而移動(dòng)。
本發(fā)明例如可應(yīng)用于打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、裝備有通訊系統(tǒng)的傳真設(shè)備和具有打印裝置的文字處理機(jī)以及與各種處理設(shè)備整體結(jié)合的工業(yè)記錄設(shè)備等，所說(shuō)的打印機(jī)用于在各種打印介質(zhì)(例如紙張、織物、纖維、皮革、金屬、塑料、玻璃、木材或陶瓷)上進(jìn)行記錄。本發(fā)明中所使用的“打印”一詞不僅表示向打印介質(zhì)提供諸如字符或圖表這種具有某種含義的圖象，而且還表示向打印介質(zhì)提供諸如圖案這樣的無(wú)任何含義的圖象。
已知一種所謂“液泡噴射打印方法”的噴墨打印方法，在該方法中借助于諸如熱能這樣的能量使油墨狀態(tài)發(fā)生變化，通過(guò)提供這樣的油墨來(lái)形成圖象。這種方法包括液泡的周期性體積變化(液泡的產(chǎn)生)，以借助于基于這種狀態(tài)變化而產(chǎn)生的作用力，從噴射口排出油墨，并使所排出的油墨落到打印介質(zhì)上。在應(yīng)用這種液泡噴射打印方法的打印設(shè)備中，例如象美國(guó)專利No.4723129所公開(kāi)的那樣，一般設(shè)置有一個(gè)用于油墨噴射的噴射口、一個(gè)與該噴射口連通的油墨通道和一個(gè)設(shè)置在油墨通道中并構(gòu)成能量生成裝置的生熱元件(電熱轉(zhuǎn)換元件)，所說(shuō)的能量生成裝置所產(chǎn)生的能量用于噴射油墨。
這種打印方法提供了各種優(yōu)點(diǎn)，例如能低噪音、高速度地打印出高質(zhì)量的圖象，并易于用結(jié)構(gòu)緊湊的打印設(shè)備獲得具有高分辨率的包括彩色圖象在內(nèi)的打印圖象，這是因?yàn)樵诓捎眠@種打印方法的打印頭中可以以很高的密度排列油墨噴射口。由于這一原因，近年來(lái)這種液泡噴射打印方法不僅在諸如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)和傳真設(shè)備等各種辦公設(shè)備中使用，而且在例如紡織品打印設(shè)備等工業(yè)系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。
在液泡噴射打印技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種不同領(lǐng)域的情況下，引發(fā)了各種需求，下面對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。
例如為了滿足對(duì)于提高能量利用率的需求，有人想到采用最佳的生熱元件，例如調(diào)節(jié)防護(hù)膜的厚度。這種技術(shù)對(duì)于提高熱在液體中的擴(kuò)散率是有效的。
還有，為了獲得高質(zhì)量的圖象，有人提出了一種滿足噴液要求的驅(qū)動(dòng)條件，以實(shí)現(xiàn)更高的油墨噴射速度和穩(wěn)定地產(chǎn)生液泡；還提出了改進(jìn)的液體通道形狀，以獲得這樣的噴液頭，即它能以高的再填充速度將所噴射的液體充填到液體通道中。
在這些液體通道形狀當(dāng)中，一種如圖34A和圖34B所示的液體通道結(jié)構(gòu)在公開(kāi)號(hào)為No.63-199972的日本專利申請(qǐng)中披露。這種在上述日本專利申請(qǐng)中公開(kāi)的液體通道結(jié)構(gòu)和噴液頭的制造方法是基于一項(xiàng)為了生成液泡而利用了向后波(即，壓力指向與噴射口方向相反的方向，即向著液體腔室12)的發(fā)明。
這項(xiàng)在圖34A和圖34B中示出的發(fā)明公開(kāi)了一種閥10，它位于與產(chǎn)生液泡的區(qū)域分開(kāi)并且相對(duì)于生熱元件2來(lái)說(shuō)與噴射口11相對(duì)置的位置上，所說(shuō)的液泡是通過(guò)生熱元件2而產(chǎn)生的。在圖34B中，閥10是這樣的，即，通過(guò)一種對(duì)板件的制造方法，使其具有固定到液體通道3的頂板上的初始位置，并且在生成液泡的情況下向下懸掛在液體通道3中。所公開(kāi)的這一發(fā)明通過(guò)用閥10控制上述的向后波的一部分而抑制能量的損失。
然而，在這種結(jié)構(gòu)中，用閥10抑制一部分向后波對(duì)于噴液是不實(shí)際的，這一點(diǎn)在考慮了在包含待噴射液體的液體通道3中液泡的產(chǎn)生情況之后將是明顯的。
另一方面，本發(fā)明人已經(jīng)在行式噴液頭和應(yīng)用這種噴液頭的噴液設(shè)備方面提出了一項(xiàng)專利申請(qǐng)，其中噴射口和電熱轉(zhuǎn)換元件的排列大致相應(yīng)于打印介質(zhì)的寬度。在這一專利申請(qǐng)中公開(kāi)的噴液頭由在底板上精確排列的多個(gè)加熱板組成，每一塊加熱板均具有多個(gè)電熱轉(zhuǎn)換元件，在該噴液頭的一端上連接著一塊蓋板，其上帶有若干個(gè)油墨噴射口和若干個(gè)分別與這些油墨噴射口連通并從一端延伸到另一端的溝槽，所述蓋板朝向這些電熱轉(zhuǎn)換元件，以封閉這些溝槽。
在如本發(fā)明人所公開(kāi)的包含多個(gè)加熱板的噴液頭中，如果蓋板沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)噴嘴的排列方向且一個(gè)噴嘴位于相鄰加熱板的接合處，則液泡生成時(shí)所用的能量會(huì)在這一接合處泄漏。在這一泄漏了液泡生成時(shí)所用能量的噴嘴中，噴液量降低，從而在所打印的圖象中產(chǎn)生白色條紋，這樣就降低了圖象的質(zhì)量。
由于尾部交叉干擾的影響，例如由于驅(qū)動(dòng)順序的不同，這種噴液頭還會(huì)造成對(duì)噴射量的影響，從而引起圖象的不均勻。人們需要在不造成噴射不良或不出現(xiàn)圖象不均勻現(xiàn)象的情況下得到滿意的打印效果。
本發(fā)明的第一目的是提供一種即使在行式噴液頭中也能夠獲得高噴射率和高噴射能量并且能夠提供沒(méi)有白色條紋的令人滿意的打印圖象的噴液頭和一種利用這樣的噴液頭的噴液設(shè)備以及一種利用這樣的噴液頭的打印系統(tǒng)。
本發(fā)明的第二目的是提供下面這樣一種噴液頭和一種利用這樣的噴液頭的噴液設(shè)備以及一種利用這樣的噴液頭的打印系統(tǒng)，所說(shuō)的這種噴液頭通過(guò)顯著降低液體中生熱元件上的熱聚集而能夠令人滿意地進(jìn)行噴液，與此同時(shí)能夠提高噴射率和增加噴射能量，并減少生熱元件上的液泡殘留量。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供下面這樣一種噴液頭和一種利用這樣的噴液頭的噴液設(shè)備以及一種利用這樣的噴液頭的打印系統(tǒng)，所說(shuō)的這種噴液頭能夠抑制由在與液體供應(yīng)方向相反的方向上的向后波引起的慣性力，并且通過(guò)可移動(dòng)構(gòu)件的閥的作用能夠減少?gòu)澮好娴目s進(jìn)量，因此而增加油墨的再填充頻率和增加打印速度。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供下面這樣一種噴液頭和一種利用這樣的噴液頭的噴液設(shè)備以及一種利用這樣的噴液頭的打印系統(tǒng)，所說(shuō)的這種噴液頭能夠減少生熱元件上的沉積，并且能夠擴(kuò)大待噴射液體的適用范圍，同時(shí)能夠保持足夠高的噴射率和噴射力。
按照本發(fā)明的第一方案，通過(guò)下述這種噴液頭，可實(shí)現(xiàn)上述這些發(fā)明目的，所說(shuō)的這種噴液頭包括一個(gè)開(kāi)有溝槽的構(gòu)件，它包括多個(gè)用于噴射液體的噴射口、多個(gè)用于分別構(gòu)成第一液體通道的溝槽以及凹槽，所說(shuō)的第一液體通道直接與所述的噴射口相連通，所說(shuō)的凹槽用以構(gòu)成與多個(gè)溝槽連通的第一公共液體腔室，以分別向多個(gè)第一液體通道提供液體；多個(gè)分別裝備有多個(gè)生熱元件和多個(gè)第二液體通道壁的元件基片，所說(shuō)的生熱元件通過(guò)向液體供熱而在液體中產(chǎn)生液泡，所說(shuō)的第二液體通道分別對(duì)應(yīng)于生熱元件，所說(shuō)的多個(gè)元件基片沿著上述開(kāi)有溝槽的構(gòu)件上的噴射口的排列方向放置；一個(gè)設(shè)置在元件基片與溝槽件之間并安裝有多個(gè)可移動(dòng)構(gòu)件的隔壁，所說(shuō)的多個(gè)可移動(dòng)構(gòu)件將借助于液泡生成時(shí)的壓力分別向著第一液體通道移位。
本文中所使用的“隔壁”一詞就廣義來(lái)說(shuō)表示一個(gè)把產(chǎn)生液泡的區(qū)域與一個(gè)直接與噴射口連通的區(qū)域分割開(kāi)的壁(包括可移動(dòng)構(gòu)件)，而就狹義來(lái)說(shuō)“隔壁”一詞表示一個(gè)用來(lái)將包括液泡產(chǎn)生區(qū)域在內(nèi)的液體通道與直接與噴射口連通的液體通道分開(kāi)而避免這些區(qū)域中的液體混合的構(gòu)件。
按照本發(fā)明的第二方案，提供一種噴液設(shè)備，這種噴液設(shè)備包括上述第一方案中的噴液頭和用于提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給裝置，所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引起噴液頭噴射液體。
按照本發(fā)明的第三方案，提供一種噴液設(shè)備，這種噴液設(shè)備包括上述第一方案中的噴液頭和用于傳送打印介質(zhì)的打印介質(zhì)傳送裝置，所說(shuō)的打印介質(zhì)接收從噴液頭排出的液體。
按照本發(fā)明的第四方案，提供一種打印系統(tǒng)，這種打印系統(tǒng)包括上述第二方案或第三方案中的噴液設(shè)備和用于在打印過(guò)程之后促使液體固定在打印介質(zhì)上的后處理裝置。
按照本發(fā)明的第五方案，提供一種打印系統(tǒng)，這種打印系統(tǒng)包括上述第二方案或第三方案中的噴液設(shè)備和用于在打印過(guò)程之前促使液體固定在打印介質(zhì)上的預(yù)處理裝置。
圖1A、1B、1C和1D是表示本發(fā)明的噴液頭的一個(gè)實(shí)施例的示意性橫截面視圖；圖2是本發(fā)明的一個(gè)噴液頭的被部分切開(kāi)的透視圖；圖3是表示在傳統(tǒng)的噴液頭中液泡的壓力擴(kuò)張的示意圖；圖4是表示在本發(fā)明的一種噴液頭中液泡的壓力擴(kuò)張的示意圖；圖5是表示本發(fā)明中的液體流動(dòng)的示意圖；圖6是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的噴液頭的被部分切開(kāi)的透視圖；圖7是表示本發(fā)明第三實(shí)施例的噴液頭的被部分切開(kāi)的透視圖；圖8是本發(fā)明第四實(shí)施例的噴液頭的橫截面視圖；圖9A、9B和9C是表示本發(fā)明第五實(shí)施例中的噴液頭的示意性橫截面視圖；圖10是本發(fā)明第六實(shí)施例的噴液頭(兩個(gè)流動(dòng)通道)的橫截面視圖；圖11是本發(fā)明第六實(shí)施例中的噴液頭的被局部切開(kāi)的透視圖；圖12A和12B是表示一可動(dòng)構(gòu)件功能的視圖；圖13是表示可動(dòng)構(gòu)件和第一液體通道的構(gòu)造形狀的視圖；圖14A、14B和14C是表示可動(dòng)構(gòu)件和液體通道的構(gòu)造形狀的視圖；圖15A、15B和15C是表示可動(dòng)構(gòu)件的其它形狀的視圖；圖16是表示生熱元件的面積與油墨噴射量之間關(guān)系的曲線圖；圖17A、17B是表示可動(dòng)構(gòu)件與生熱元件之間的位置關(guān)系的視圖；圖18表示的是從生熱元件的邊緣至支點(diǎn)的距離與可動(dòng)構(gòu)件的位移量之間關(guān)系的曲線圖；圖19是表示生熱元件與可動(dòng)構(gòu)件之間的位置關(guān)系的視圖；圖20A和20B是本發(fā)明的噴液頭的垂直橫截面視圖；圖21是表示一種驅(qū)動(dòng)脈沖形狀的曲線圖；圖22是表示本發(fā)明的噴液頭的供墨通道的橫截面視圖；圖23是表示本發(fā)明噴液頭的一個(gè)實(shí)施例被局部分解的透視圖；圖24是表示本發(fā)明噴液頭的一個(gè)實(shí)施例被完全分解的透視圖；圖25是圖24所示的實(shí)施例被部分放大的橫截面視圖；圖26是本發(fā)明噴液頭的另一實(shí)施例的被完全分解的透視圖27是圖26所示的實(shí)施例被部分放大的橫截面視圖；圖28是本發(fā)明噴液頭的又一實(shí)施例的被完全分解的透視圖；圖29A、29B、29C、29D和29E是表示本發(fā)明噴液頭的制造過(guò)程中的步驟的視圖；圖30A、30B、30C和30D是表示本發(fā)明噴液頭的制造過(guò)程中的步驟的視圖；圖31A、31B、31C和31D是表示本發(fā)明噴液頭的制造過(guò)程中的步驟的視圖；圖32是記錄設(shè)備的方框圖；圖33是表示噴液打印系統(tǒng)的視圖；圖34A和34B是表示傳統(tǒng)的噴液頭的液體通道結(jié)構(gòu)的視圖；圖35是表示本發(fā)明噴液頭簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的透視圖；圖36是本發(fā)明噴液頭的第四實(shí)施例的透視圖；圖37是本發(fā)明噴液頭的第四實(shí)施例被部分分解的透視圖；圖38是本發(fā)明噴液頭的第四實(shí)施例的部分橫截面視圖；圖39是本發(fā)明噴液頭的第五實(shí)施例被部分分解的透視圖；圖40是本發(fā)明噴液頭的第六實(shí)施例的部分橫截面視圖；圖41A、41B和41C表示本發(fā)明的第七實(shí)施例，其中，圖41A是表示設(shè)置在基片上的可動(dòng)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的平面示意圖，圖41B是表示墨液噴射量的曲線圖，而圖41C則是表示墨液噴射總量的曲線圖；圖42A、42B、42C、42D和42E表示本發(fā)明的第五實(shí)施例，其中，圖42A和42B是表示設(shè)置在基片上的可動(dòng)構(gòu)件和生熱元件結(jié)構(gòu)的平面示意圖，圖42C和42D是表示墨液排出量的曲線圖，而圖42E則是表示墨液排出總量的曲線圖。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，最好設(shè)置500個(gè)或更大數(shù)目的噴射口，噴射口最好布置在打印區(qū)的整個(gè)寬度上并垂直于打印介質(zhì)的傳輸方向。隔壁可以由位于所有的元件基片上的單個(gè)板件組成或由分別對(duì)應(yīng)于元件基片而放置的多個(gè)板件組成。還提供有多個(gè)隔壁的板件，每一個(gè)板件跨過(guò)兩相鄰的元件基片。設(shè)置一個(gè)其上粘結(jié)元件基片的基板也是可行的，并且可將可動(dòng)構(gòu)件的自由端放置在生熱元件區(qū)域中心的下游側(cè)。開(kāi)有溝槽的構(gòu)件上可進(jìn)一步設(shè)置一個(gè)把墨液輸入到第一公共液體腔室中的第一輸入通道和一個(gè)把墨液輸入到第二公共液體腔室中的第二輸入通道。在這種情況下，最好將第二輸入通道設(shè)置成具有多個(gè)單元，且第一輸入通道與第二輸入通道的橫截面積之比最好正比于各自液體供應(yīng)量的比值，第二輸入通道的結(jié)構(gòu)也可以是這樣的，即通過(guò)隔壁向第二公共液體腔室提供液體。供給到第一公共液體腔室中的液體可以與供給到第二公共液體腔室中的液體相同或不同，且在后一種情況下，所希望的是供給到第二公共液體腔室中的液體與供給到第一公共液體腔室中的液體相比至少在低粘度、液泡生成能力和熱穩(wěn)定性這幾方面的一個(gè)方面有優(yōu)勢(shì)。進(jìn)一步說(shuō)，生熱元件最好是一種包含有生熱電阻件的電熱轉(zhuǎn)換元件，這種生熱電阻件根據(jù)所接收的電信號(hào)產(chǎn)生熱量，在這種情況下，電熱轉(zhuǎn)換元件可由一個(gè)其上裝有保護(hù)膜的生熱電阻件組成，或在元件基片上裝備把電信號(hào)傳遞給電熱轉(zhuǎn)換元件的導(dǎo)線和一個(gè)有選擇地把電信號(hào)提供給電熱轉(zhuǎn)換元件的功能元件。在生泡區(qū)中，即在生熱元件的區(qū)域中，第二液體通道可被做成一個(gè)腔室或在生泡區(qū)即生熱元件的上游側(cè)具有縮頸區(qū)段。此外，從生熱元件的表面到可動(dòng)構(gòu)件的距離是30μm或更小，從噴射口排出的液體可以是油墨。
本文中所用的“上游”一詞指的是液體從液體供給源經(jīng)過(guò)生泡區(qū)(或經(jīng)過(guò)可移動(dòng)構(gòu)件)流向噴液口的液體流動(dòng)方向，或指在該結(jié)構(gòu)中同樣意義上的方向。
此外，與液泡本身有關(guān)的“下游側(cè)”一詞表示在噴液口一側(cè)的液泡的一部分，被認(rèn)為直接促成液滴的排出。更具體地說(shuō)，它表示在液體流動(dòng)方向的下游側(cè)或在上述關(guān)于液泡中心的結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生的液泡的一部分，或在就生熱元件的區(qū)域中心而言處于下游側(cè)的區(qū)域中所產(chǎn)生的液泡的一部分。
在本發(fā)明的第二或第三實(shí)施例中，可通過(guò)從噴液頭排出墨液和在打印紙上、或在織物上、或在塑料上、或在金屬上、或在木料上、或在皮革上沉積墨液來(lái)進(jìn)行打印。此外，可通過(guò)從噴液頭排出多色墨液和把這樣的打印墨液沉積到打印介質(zhì)上來(lái)完成彩色打印。所希望的是在打印介質(zhì)的整個(gè)打印寬度上裝備若干個(gè)噴射口。
在對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述之前，所要說(shuō)明的是，在第一至第六實(shí)施例中，在噴液頭的結(jié)構(gòu)中本發(fā)明得到有益的應(yīng)用，即，在所述結(jié)構(gòu)中，為了提高噴液能力、噴射效率和再充填能力，在液體通道中裝設(shè)了可動(dòng)構(gòu)件。
第一實(shí)施例第一實(shí)施例闡明通過(guò)控制壓力的擴(kuò)張方向或控制液泡的膨脹方向來(lái)提高對(duì)液體的噴射能力和噴射效率，所說(shuō)的壓力是由于液泡的產(chǎn)生而造成的。
圖1A、1B、1C和1D是第一實(shí)施例中的噴液頭沿液體通道的橫截面示意圖，圖2是該噴液頭的局部切開(kāi)的透視圖。
在本實(shí)施例的噴液頭中，生熱元件2(在本實(shí)施例中生熱電阻件的尺寸為40×105μm)裝在元件基片1上，該生熱元件2向液體提供熱能而構(gòu)成生能元件，所述能量為噴射液體所需。與生熱元件2相對(duì)應(yīng)，在元件基片1上形成了液體通道10。該液體通道10與噴射口18相連通、還與公共液體腔室13相連通，所說(shuō)的公共液體腔室13用來(lái)向多個(gè)液體通道10提供液體，液體通道10從公共液體腔室13接收到的液體的量與噴射口18所排出的液體量相對(duì)應(yīng)。
在具有液體通道10的元件基片1上裝有一個(gè)其一端呈懸臂結(jié)構(gòu)的板形平面可動(dòng)構(gòu)件31，該構(gòu)件31由金屬之類的彈性材料制成，該板形平面可動(dòng)構(gòu)件31同生熱元件2相對(duì)置?？蓜?dòng)構(gòu)件31的一端固定在支承件34上，所述支承件34是通過(guò)把感光樹(shù)脂或同類物質(zhì)摹制在液體通道10的壁上或摹制在元件基片1上而形成的。這樣的支承件支承可動(dòng)構(gòu)件31并構(gòu)成支點(diǎn)部33。
可動(dòng)構(gòu)件31安裝在與生熱元件2相對(duì)的位置上，并距生熱元件2有約15μm的距離，以覆蓋生熱元件2。可動(dòng)構(gòu)件31的安裝方式是這樣的，即，在從公共液體腔室13經(jīng)可動(dòng)構(gòu)件31到噴射口18的這一由噴液過(guò)程形成的主流的上游側(cè)具有支點(diǎn)部(固定端)33，自由端32位于支點(diǎn)33的下游側(cè)。生熱元件2與可動(dòng)構(gòu)件31之間的空間構(gòu)成生泡區(qū)。生熱元件2和可動(dòng)構(gòu)件31的類型、形狀和布局并不局限于上文所說(shuō)明的這些，而是可任意進(jìn)行選擇，以象下文中所說(shuō)明的那樣控制液泡的膨脹和壓力的擴(kuò)張。為了便于下面對(duì)液體流的描述，用處于圖1A和圖1B所示狀態(tài)的可動(dòng)構(gòu)件31將液體通道10分成第一液體通道14和第二液體通道16，所說(shuō)的第一液體通道14構(gòu)成與噴射口18相通的部分，所說(shuō)的第二液體通道16包括生泡區(qū)11和液體供應(yīng)腔室12。
由生熱元件2產(chǎn)生的熱能被提供給在可動(dòng)構(gòu)件31與生熱元件2之間的生泡區(qū)11內(nèi)的液體，這樣，基于薄膜沸騰現(xiàn)象，在液體中產(chǎn)生液泡，正如美國(guó)專利No.4,723,129中所描述的那樣。液泡和由于液泡的產(chǎn)生而引起的壓力最好通過(guò)液體作用在可動(dòng)構(gòu)件31上，從而使可動(dòng)構(gòu)件31圍繞支點(diǎn)33位移而向著噴射口18張開(kāi)口，如圖1B、1C和圖2所示。由于可動(dòng)構(gòu)件31發(fā)生了位移，即可動(dòng)構(gòu)件31處于移動(dòng)后的狀態(tài)，所以液泡的生成所導(dǎo)致的壓力的擴(kuò)張和液泡自身的膨脹都向著噴射口18的方向傳遞。
現(xiàn)在將對(duì)本實(shí)施例的基本噴射原理進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施例中，最重要的原理之一是，在液泡與可動(dòng)構(gòu)件31接觸之前位于與液泡相對(duì)的位置上的可動(dòng)構(gòu)件31隨著液泡的膨脹、因液泡的壓力而從處于穩(wěn)定狀態(tài)的第一位置移動(dòng)到最大位移后的第二位置上，并且，可動(dòng)構(gòu)件31在從具有最大位移量的第二位置返回的彈性返回期間與處于膨脹過(guò)程中的液泡相接觸，因此，在此返回移位過(guò)程中可動(dòng)構(gòu)件31向著噴射口18所處的下游側(cè)引導(dǎo)由于液泡的生成而產(chǎn)生的壓力和液泡本身。
下面將參照?qǐng)D3和圖4進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明這一原理。圖3表示的是沒(méi)有可動(dòng)構(gòu)件31的傳統(tǒng)液體通道的結(jié)構(gòu)，圖4表示的是本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，其中VA表示的是朝著噴射口18的壓力擴(kuò)張方向，VB表示的是朝著上游側(cè)的壓力擴(kuò)張方向。
圖3中所示的傳統(tǒng)的噴液頭沒(méi)有任何限制由已生成的液泡40所產(chǎn)生的壓力的擴(kuò)張方向的結(jié)構(gòu)。于是壓力在分別垂直于液泡40表面的各個(gè)方向上擴(kuò)張，如V1～V8所標(biāo)示的那樣。在這些方向中，那些在VA所示的壓力擴(kuò)張方向上具有分量的是V1-V4，所說(shuō)的壓力擴(kuò)張方向VA對(duì)噴液影響最大，V1-V4約占據(jù)液泡的一半，它們更靠近噴射口18，并且它們構(gòu)成了對(duì)提高噴液效率、噴液能力和噴液速度有直接貢獻(xiàn)的重要部分。由于方向V1最接近噴射方向VA，所以它最有效，而V4在VA方向上僅含有相對(duì)小的分量。
另一方面，在圖4所示的本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，可動(dòng)構(gòu)件31在返回移位的過(guò)程中朝著下游側(cè)(即朝著噴射口18)、即沿著擴(kuò)張方向VA調(diào)整壓力擴(kuò)張方向V1-V4(所說(shuō)的壓力擴(kuò)張方向V1-V4是圖3所示結(jié)構(gòu)中的各個(gè)方向)，由此而使得液泡40的壓力直接而有效地為液體的噴射作貢獻(xiàn)。此外，就象壓力擴(kuò)張方向V1-V4一樣，液泡自身的膨脹被導(dǎo)向下游側(cè)，借此，液泡在下游側(cè)膨脹得比在上游側(cè)更大。這樣借助于可動(dòng)構(gòu)件31對(duì)液泡自身的膨脹和液泡的壓力擴(kuò)張方向進(jìn)行控制，能夠從根本上提高噴射效率、噴射能力和噴射速度。
現(xiàn)在為了說(shuō)明本實(shí)施例的噴液頭的噴射過(guò)程，再次參見(jiàn)圖1A至1D。
圖1A表示的是生熱元件2利用諸如電能之類的能量生熱之前的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，重要的是將可動(dòng)構(gòu)件31安置在至少與液泡的下游部分相對(duì)置的位置上，所說(shuō)的液泡是靠生熱元件2的熱量產(chǎn)生的。換句話說(shuō)，可動(dòng)構(gòu)件31安裝在液體通道的結(jié)構(gòu)中，它至少?gòu)纳鸁嵩?的區(qū)域中心3到下游位置(即，在穿過(guò)生熱元件2的區(qū)域中心3并垂直于液體通道縱向的直線的下游側(cè)的范圍)，由此而使得液泡的下游側(cè)作用在可動(dòng)構(gòu)件31上。
圖1B表示的狀態(tài)是生熱元件2已經(jīng)例如利用電能產(chǎn)生熱量、從而對(duì)生泡區(qū)11中的部分液體進(jìn)行加熱，由此而通過(guò)薄膜沸騰產(chǎn)生液泡。
在這種狀態(tài)下，可動(dòng)構(gòu)件31借助于因液泡40的生成而產(chǎn)生的壓力開(kāi)始從第一位置移動(dòng)。如上文中所說(shuō)明的那樣，在這種狀態(tài)下重要的是使可動(dòng)構(gòu)件31的自由端32位于下游側(cè)(即噴射口18所處的那一側(cè))，同時(shí)使支點(diǎn)33位于上游側(cè)(即公共液體腔室13所處的那一側(cè))，并且至少使可動(dòng)構(gòu)件31的一部分位于與生熱元件2的下游部分、或液泡的下游部分相對(duì)置的位置上。
圖1C表示的狀態(tài)是液泡繼續(xù)膨脹且可動(dòng)構(gòu)件31發(fā)生位移，與此同時(shí)液體仍存在于液泡40與可動(dòng)構(gòu)件31之間，由于存在因液泡的生成而產(chǎn)生的壓力，所以可動(dòng)構(gòu)件31繼續(xù)移動(dòng)到具有最大位移量的第二位置上。所生成的液泡在下游側(cè)膨脹得比在上游側(cè)更大，并且繼續(xù)膨脹而超出如虛線所示的可動(dòng)構(gòu)件31的第一位置。在液泡40的膨脹過(guò)程中進(jìn)行可動(dòng)構(gòu)件31的逐漸位移是為了調(diào)整液泡40的壓力擴(kuò)張方向和調(diào)整液泡的平緩運(yùn)動(dòng)的方向，即向著可動(dòng)構(gòu)件31的自由端、也就是始終如一地向著噴射口18的方向調(diào)整液泡的膨脹方向，由此提高噴射率?？蓜?dòng)構(gòu)件31在朝著噴射口18引導(dǎo)液泡本身和引導(dǎo)液泡的壓力方面起著積極的作用，并且能有效地控制壓力擴(kuò)張方向和液泡膨脹方向。
圖1D表示的狀態(tài)是，在前面所提到的薄膜沸騰之后，由于液泡中的壓力減小，所以液泡40收縮并消失。
液泡的收縮產(chǎn)生負(fù)壓，由于這一負(fù)壓的作用和可動(dòng)構(gòu)件31自身的向返回方向的彈力的作用，可動(dòng)構(gòu)件31返回到圖1A所示的初始的第一位置。當(dāng)液泡消失時(shí)，為了補(bǔ)償生泡區(qū)11中的液泡體積的收縮和補(bǔ)償排出的液體體積，液體沿VD1、VD2和VC所指示的流向流動(dòng)，沿VD1、VD2方向流動(dòng)的液體來(lái)自公共液體腔室13，沿VC方向流動(dòng)的液體來(lái)自噴射口18。
在上文中已經(jīng)闡述了可動(dòng)構(gòu)件31的功能，并闡述了基于液泡的生成而進(jìn)行的噴液過(guò)程。下面將闡述本發(fā)明的噴液頭中的液體再填充的情況。
下面將參照?qǐng)D1A至圖1D對(duì)本發(fā)明的液體填充機(jī)構(gòu)作詳細(xì)說(shuō)明。
當(dāng)液泡40從具有最大體積的狀態(tài)進(jìn)入消失階段時(shí)，在圖1D所示的狀態(tài)之后，與消失的液泡40體積相當(dāng)?shù)囊后w從第一液體通道14中的噴射口18端和從第二液體通道16中的公共液體腔室13流進(jìn)生泡區(qū)。在沒(méi)有可動(dòng)構(gòu)件31的傳統(tǒng)液體通道結(jié)構(gòu)中，從噴射口18一側(cè)和從公共液體腔室13流進(jìn)消失的液泡的位置中的液體量由液體通道的阻力和液體的慣性確定，并取決于靠近噴射口18和靠近公共液體腔室13的區(qū)段中的流動(dòng)阻力。
因此，如果越靠近噴射口18的一側(cè)流動(dòng)阻力越小，則從噴射口18一側(cè)流進(jìn)液泡消失位置的液體流量就越大，由此而增加了彎液面M的收縮量。因此，如果為了提高噴射效率而在較靠近噴射口18的地方選擇較小的流動(dòng)阻力，就會(huì)產(chǎn)生較大的彎液面M收縮量，這樣延長(zhǎng)了再充填的時(shí)間，也阻礙了高速打印。
另一方面，在包含可動(dòng)構(gòu)件31的本實(shí)施例中，當(dāng)在液泡消失過(guò)程中可動(dòng)構(gòu)件31到達(dá)原始位置時(shí)，彎液面M的收縮停止，并且如果液泡的體積W被可動(dòng)構(gòu)件31的第一位置分成在上側(cè)的體積W1和在生泡區(qū)11一側(cè)的體積W2，則此后保留的體積W2主要由第二液體通道16的液體流VD2再添滿。因此，在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中約占液泡的體積W一半的彎液面M的收縮量可以減至較小體積W1的一半。
對(duì)體積W2的液體補(bǔ)充也可通過(guò)液泡消失時(shí)的壓力、主要以強(qiáng)迫的方式、從第二液體通道的上游側(cè)(VD2)、沿著位于生熱元件2一側(cè)的可動(dòng)構(gòu)件31的表面來(lái)獲得，由此可實(shí)現(xiàn)更快的再填充。
傳統(tǒng)的噴液頭中的再填充作業(yè)利用液泡消失時(shí)的壓力，引起彎液面的顯著振動(dòng)，導(dǎo)致圖象質(zhì)量的損壞。相反，當(dāng)可動(dòng)構(gòu)件31在噴射口18一側(cè)的第一液體通道14與生泡區(qū)11之間抑制液體運(yùn)動(dòng)時(shí)，在本實(shí)施例中高速再填充可以使彎液面的振動(dòng)最小。
如上文所闡述的，本實(shí)施例通過(guò)第二液體通道16的液體供應(yīng)通道12實(shí)現(xiàn)對(duì)生泡區(qū)的強(qiáng)制再充填，并通過(guò)上面所闡述的抑制彎液面的收縮和抑制彎液面的振動(dòng)而實(shí)現(xiàn)高速再充填，以此實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定噴射、高速重復(fù)噴射，并提高圖象質(zhì)量和打印的打印速度。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)還具有以下有用的功能，即抑制已生成的液泡壓力向上游側(cè)(回波)擴(kuò)張。在生熱元件2上生成的液泡所產(chǎn)生的壓力的范圍內(nèi)，在公共液體腔室13一側(cè)(上游側(cè))由液泡產(chǎn)生的壓力形成一個(gè)力(回波)，該力把液體向回推向上游側(cè)。這樣回波在上游側(cè)產(chǎn)生一個(gè)壓力，導(dǎo)致液體運(yùn)動(dòng)和一個(gè)與該液體運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的慣性力，它們延緩了液體再充填到液體通道中，并阻礙高速驅(qū)動(dòng)。另一方面，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，可動(dòng)構(gòu)件31抑制這些向著上游側(cè)的作用，因此而進(jìn)一步提高再充填能力。
下面闡述這種結(jié)構(gòu)中的其它特點(diǎn)和本實(shí)施例中的其它優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)施例的第二液體通道16中裝備一個(gè)有一內(nèi)壁的液體供應(yīng)通道12，該內(nèi)壁以基本平直的方式(即在生熱元件2的區(qū)域中沒(méi)有明顯的凹陷處)與生熱元件2的上游側(cè)相連接。在這樣的結(jié)構(gòu)中，液體通過(guò)液流VD2、沿著與生泡區(qū)11接近的可動(dòng)構(gòu)件31的表面供給到生泡區(qū)11和熱生元件2的表面。這樣的液體供給方式制止了生熱元件2表面上的液體滯流，從而防止了溶解在液體中的氣體的分離，也有助于所謂殘留液泡(即沒(méi)能全部消失的液泡)的減少，以及避免液體中過(guò)多熱量的聚集。因此可以以更穩(wěn)定的方式高速重復(fù)液泡的生成。本實(shí)施例公開(kāi)了一種具有帶一基本平直內(nèi)壁的液體供應(yīng)通道12的結(jié)構(gòu)，但也可采用任何具有與生熱元件2的表面平滑連接的平滑內(nèi)壁的液體供應(yīng)通道，以不引起在液體供應(yīng)通道上的液體滯流或在液體供應(yīng)中的明顯擾動(dòng)。
供給到生泡區(qū)的液體還通過(guò)可動(dòng)構(gòu)件31一側(cè)(縫35)被導(dǎo)通到通道VD1。然而，在為了更有效地將液泡生成時(shí)所產(chǎn)生的壓力引導(dǎo)到噴射口18而如圖1A所示使可動(dòng)構(gòu)件31覆蓋整個(gè)生泡區(qū)或覆蓋生熱元件2的整個(gè)區(qū)域的情況下和在可動(dòng)構(gòu)件31返回到第一位置以增加在生泡區(qū)11與靠近噴射口18的第一液體通道14的區(qū)域之間的液體流動(dòng)阻力時(shí)，都阻止了液體通過(guò)上述這一通道VD1流進(jìn)生泡區(qū)11。盡管如此，由于存在通向生泡區(qū)的流體通道VD2，所以本發(fā)明中的噴液頭的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了非常強(qiáng)的液體充填能力，因此即使為提高噴射率使可動(dòng)構(gòu)件31覆蓋整個(gè)生泡區(qū)11，也不會(huì)破壞液體供給性能。
如圖5所示，可動(dòng)構(gòu)件31是這樣構(gòu)成的，即相對(duì)于支點(diǎn)33而言，自由端32被安置在下游側(cè)。這樣的結(jié)構(gòu)在液泡生成時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)上述的功能和作用，例如把液泡的壓力擴(kuò)張方向和液泡的膨脹方向調(diào)整到朝著噴射口18。除了與噴液相關(guān)的功能和作用以外，這種位置關(guān)系還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)液體通道10中的液體流動(dòng)的較低的流動(dòng)阻力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高速再充填。這是因?yàn)槿鐖D5所示自由端32和支點(diǎn)33是如此安置的，即，在彎液面M借助于毛細(xì)管力返回到噴射口18時(shí)，或在為消失的液泡補(bǔ)償液體時(shí)，可動(dòng)構(gòu)件31不逆著液體通道10(包括第一液體通道14和第二液體通道16)中液流S1、S2、S3。
更詳細(xì)地說(shuō)，在圖1A至圖1D所示的本實(shí)施例中，可動(dòng)構(gòu)件31的自由端32相對(duì)于生熱元件2象在上文中已經(jīng)說(shuō)明的那樣延長(zhǎng)，以與位于區(qū)域中心3(一根經(jīng)過(guò)生熱元件2的區(qū)域中心垂直于液體通道的縱向方向的直線)的下游側(cè)的位置相對(duì)置，所說(shuō)的區(qū)域中心3把生熱元件2分成上游區(qū)和下游區(qū)。由于具有這樣的結(jié)構(gòu)，所以在生熱元件2的區(qū)域中心位置3的下游側(cè)生成的、明顯有助于噴液的液泡或壓力可通過(guò)可動(dòng)構(gòu)件31來(lái)得到，并且可使其方向指向噴射口18，因此在噴射率和噴射能力方面得到根本的改善。
此外，也可利用液泡的上游側(cè)獲得各種效果。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，考慮到用可動(dòng)構(gòu)件31的自由端的瞬時(shí)機(jī)械位移來(lái)有效地幫助噴液。
第二實(shí)施例圖6表示本發(fā)明的第二實(shí)施例，其中，A表示的是可動(dòng)構(gòu)件31被移位的狀態(tài)(圖中省略了液泡)，而B(niǎo)表示的是可動(dòng)構(gòu)件31處于基本上把生泡區(qū)11與噴射口18隔離開(kāi)的初始(第一)位置的狀態(tài)(雖然在圖中沒(méi)有示出，但存在一個(gè)把通道A和B分割開(kāi)的液體通道壁)。
圖6中的可動(dòng)構(gòu)件31上裝有兩根水平支撐件34，在它們之間形成液體供給通道12。用這種方式，可通過(guò)具有與生熱元件表面基本平直的、即與其平滑連接的表面的液體供給通道12，沿著位于生熱元件2的一側(cè)的可動(dòng)構(gòu)件31的表面提供液體。
在初始(第一)位置，可動(dòng)構(gòu)件31位于關(guān)閉狀態(tài)，即可動(dòng)構(gòu)件31與生熱元件2的下游壁36及橫壁37緊密接觸，所說(shuō)的生熱元件2的下游壁36和橫壁37位于生熱元件2的下游側(cè)和橫向側(cè)，由此而基本密封位于噴射口18這側(cè)的生泡區(qū)11。因此，在液泡生成時(shí)，液泡的壓力(特別是液泡的下游側(cè)的壓力)不會(huì)泄漏而能在可動(dòng)構(gòu)件31的自由端部分上集中。
在液泡消失時(shí)，可動(dòng)構(gòu)件31返回到第一位置以基本密封位于噴射口18這側(cè)的生泡區(qū)11，以此獲得在上述實(shí)施例中所闡述的各種效果，例如在液泡消失時(shí)在將液體提供到生熱元件2上時(shí)抑制彎液面的收縮。同上述實(shí)施例所闡述的內(nèi)容一樣，還可獲得在液體再充填方面的功能和效果。
在本實(shí)施例中，如圖2和圖6所示，為實(shí)現(xiàn)將液體供應(yīng)到上述液體供給通道12中，將用于可動(dòng)構(gòu)件31的支撐件34安裝在與生熱元件2相分離的上游位置上，并且其寬度比液體通道10的寬度小。但支撐件34的形狀不局限于上文所述的這種形狀，只要能平緩地實(shí)現(xiàn)液體的再充填，可任意選擇支撐件34的形狀。
在本實(shí)施例中，可動(dòng)構(gòu)件31與生熱元件2之間的距離選在約15μm，但這一距離也可在能夠使已生成的液泡的壓力充分傳遞給可動(dòng)構(gòu)件31的范圍內(nèi)選擇。
第三實(shí)施例
圖7示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例，它表示了這一實(shí)施例的基本原理之一。圖7示出了液體通道中生泡區(qū)、其中生成的液泡和可動(dòng)構(gòu)件31的位置關(guān)系，以便有利于理解本發(fā)明的噴液的方法和液體再充填的方法。
前面的實(shí)施例通過(guò)把生成的液泡的壓力集中到可動(dòng)構(gòu)件31的自由端部，與可動(dòng)構(gòu)件31的急劇位移同步地實(shí)現(xiàn)把液泡的運(yùn)動(dòng)向著噴射口18集中。另一方面，本實(shí)施例在給予已生成的液泡一定的自由度的同時(shí)，借助于可動(dòng)構(gòu)件31的自由端部分，限制處在噴射口18側(cè)并直接有助于液體排出的液泡的下游部分。
與前面圖2所示的第一實(shí)施例相比較，圖7中的結(jié)構(gòu)沒(méi)有在元件基片1上形成的、用作生泡區(qū)下游端邊界的凸出部(由陰影線標(biāo)示)。這樣，在本實(shí)施例中，可動(dòng)構(gòu)件31的自由端的區(qū)域和可動(dòng)構(gòu)件31的兩側(cè)的區(qū)域不密封，而是使生泡區(qū)保持向著噴射口18的區(qū)域敞開(kāi)。
在本實(shí)施例中，為直接促進(jìn)噴液，在液泡的下游部分，液泡可在下游側(cè)的端部膨脹，并在液體噴射中有效地利用這部分的壓力分量。此外，可動(dòng)構(gòu)件31的自由端部分這樣動(dòng)作，以對(duì)在上述下游側(cè)的端部膨脹的液泡增加至少這一下游部分的向上的壓力(圖3中的分量V1、V2、V3)，由此而象前面的實(shí)施例一樣提高噴射率。再與前面的實(shí)施例相比較，本實(shí)施例在生熱元件2的驅(qū)動(dòng)方面具有優(yōu)勢(shì)。
此外，本實(shí)施例由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而在制造方面具有優(yōu)勢(shì)。
在本實(shí)施例中，可動(dòng)構(gòu)件31的支點(diǎn)固定在寬度比可動(dòng)構(gòu)件31的表面寬度小的支撐件34上。因此，通過(guò)這樣的支撐件34的兩側(cè)，在液泡消失時(shí)進(jìn)行向生泡區(qū)11供給液體(如圖中箭頭所指)。只要能保證液體供應(yīng)，支撐件34可以具有任何結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，液泡消失時(shí)的液體再充填優(yōu)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中僅有生熱元件的情況，這是因?yàn)榭蓜?dòng)構(gòu)件31控制了液體從上方流進(jìn)生泡區(qū)。自然這種控制也要減小彎液面的收縮量。
在第三實(shí)施例的最佳變化中，可動(dòng)構(gòu)件31的自由端部分的橫向兩側(cè)(或橫向兩側(cè)中的任何一側(cè))是如此構(gòu)造的，以基本上封閉生泡區(qū)11。對(duì)于在噴射口18的橫向端部的液泡膨脹，這樣的結(jié)構(gòu)能夠利用指向可動(dòng)構(gòu)件31的橫向方向的壓力，由此而進(jìn)一步提高噴射率。
第四實(shí)施例本實(shí)施例公開(kāi)了一種通過(guò)上述機(jī)械位移進(jìn)一步提高噴液能力的結(jié)構(gòu)。圖8是這種噴射頭結(jié)構(gòu)的縱向橫截面視圖，其中可動(dòng)構(gòu)件31這樣進(jìn)一步延伸，即，可動(dòng)構(gòu)件31的自由端32處在生熱元件2的更下游的位置上。這樣的結(jié)構(gòu)能夠提高可動(dòng)構(gòu)件31在自由端位置處的移位速度，因此而通過(guò)可動(dòng)構(gòu)件31的位移進(jìn)一步增強(qiáng)噴液能力。
再與前面的實(shí)施例相比較，自由端32所處的位置更接近于噴射口18，因此而把液泡的膨脹集中在更穩(wěn)定的方向分量中，實(shí)現(xiàn)更令人滿意的噴液。
另外，可動(dòng)構(gòu)件31靠彈性返回力、以返回速度R1從具有最大位移量的第二位置進(jìn)行返回，與此同時(shí)離支點(diǎn)更遠(yuǎn)的自由端32以更大的返回速度R2返回。因此，在液泡膨脹過(guò)程中或在液泡膨脹之后，自由端32以更高的速度在液泡40上動(dòng)作，以將處于液泡40下游的液流導(dǎo)向噴射口18，由此而提高噴液的方向性并提高噴射率。
自由端可以象圖7中所示情況那樣做成與液流相垂直，以此而使得液泡40的壓力和可動(dòng)構(gòu)件31的機(jī)械運(yùn)動(dòng)能更有效地促進(jìn)液體噴出。
第五實(shí)施例圖9A、9B、9C示出了本發(fā)明的第五實(shí)施例。
與前面的實(shí)施例相對(duì)比，在本實(shí)施例的液體通道中，直接與噴射口18相連通的區(qū)域不與液體腔室側(cè)相連通，因此這種結(jié)構(gòu)可做得更簡(jiǎn)單。
當(dāng)可動(dòng)構(gòu)件31的自由端32及支點(diǎn)33相對(duì)于噴射口18以及相對(duì)于生熱元件2的位置關(guān)系同上述實(shí)施例中的一樣時(shí)，只通過(guò)液體通道12、沿著可動(dòng)構(gòu)件31的面向生泡區(qū)的表面進(jìn)行液體供應(yīng)。
本實(shí)施例在噴液率和液體供應(yīng)方面獲得前面所提到的效果，而在抑制彎液面收縮方面是特別有效的。其中，在液泡消失時(shí)，以靠壓力強(qiáng)迫的方式得到幾乎所有液體的再填充。
圖9A表示的是借助于生熱元件2在液體中生成液泡、并且使可動(dòng)構(gòu)件31在返回運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中與液泡相接觸的狀態(tài)，而圖9B表示的是在可動(dòng)構(gòu)件31進(jìn)行返回到初始位置的返回運(yùn)動(dòng)并由S3提供液體的情況下液泡處于收縮過(guò)程中的狀態(tài)。
圖9C所表示的狀態(tài)是，在液泡消失之后，由噴射口18附近的毛細(xì)管力補(bǔ)償由可動(dòng)構(gòu)件31返回到初始位置的返回運(yùn)動(dòng)引起的彎液面的輕微收縮。
第六實(shí)施例下面將參照


本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
本實(shí)施例在主要液體的噴射原理上同前面的實(shí)施例相同，只是采用了雙液體通道結(jié)構(gòu)，從而把所用的液體分成應(yīng)用熱產(chǎn)生液泡的生泡液體和主要被噴出的噴射液體。
圖10是本實(shí)施例的噴液頭沿著液體通道的橫截面示意圖，圖11是該噴液頭被局部切開(kāi)的透視圖。
本實(shí)施例中的噴液頭被安裝在元件基片1上，在該元件基片1上形成有用熱能提供液體以生成液泡的生熱元件2，所說(shuō)的噴液頭還有一個(gè)供作為生泡液體的第二液體用的液體通道16，并在其上有一個(gè)直接與噴射口18連通的、供作為噴射液體的第一液體用的液體通道14。
第一液體的液體通道14的上游側(cè)與第一公共液體腔室15相連通，所說(shuō)的第一公共液體腔室15用于向多個(gè)第一液體通道14提供所噴射的液體，而第二液體的液體通道16的上游側(cè)與第二公共液體腔室17相連通，所說(shuō)的第二公共液體腔室17用于向多個(gè)第二液體通道16提供產(chǎn)生液泡的液體。
但如果生泡液體和噴射液體是相同的，則公共液體腔室15、17可以合成一個(gè)腔室。
在第一液體的液體通道14和第二液體的液體通道16之間安裝了一個(gè)由象金屬這樣的彈性材料做成的用于分隔通道14和16的隔壁30。在生泡液體和噴射液體被最少量地混合的情況下，需要用隔壁30把第一液體通道14中的液體和第二液體通道16中的液體盡可能地分開(kāi)，而在生泡液體和噴射液體被混合到一定程度的情況下，就不需要使隔壁具有這種完全隔開(kāi)的功能。
在將生熱元件2向上凸伸而界定出的空間中(與圖10中的區(qū)域A及生泡區(qū)域11(B)相應(yīng)的空間，在下文中稱作噴射壓力生成區(qū))，所述隔壁以一端被支承的梁的形式構(gòu)成可動(dòng)構(gòu)件31，它具有一個(gè)在位于噴射口18側(cè)(即位于液流的下游側(cè))的縫35旁邊的自由端和一個(gè)在公共液體腔室15、17側(cè)的支點(diǎn)33。處于面向生泡區(qū)11(B)的位置上的可動(dòng)構(gòu)件31因生泡液體中的液泡的生成而向著第一液體通道14的噴射口18敞開(kāi)(如圖10中箭頭所示)。另外在圖11中將理解到，隔壁30在元件基片1的上方橫跨構(gòu)成第二液體通道16的空間，所說(shuō)的元件基片1支承位于其上的構(gòu)成生熱元件2的生熱電阻件(電熱轉(zhuǎn)換元件)和用于向生熱電阻件提供電信號(hào)的導(dǎo)線電極5。
可動(dòng)構(gòu)件31的自由端32及支點(diǎn)33的布局及其與生熱元件2的位置關(guān)系同前面實(shí)施例中的相同。
第二液體的液體通道16和生熱元件2的結(jié)構(gòu)關(guān)系與在前面實(shí)施例中所闡述的液體供應(yīng)通道12和生熱元件2的結(jié)構(gòu)關(guān)系相同。
現(xiàn)在參照?qǐng)D12A和圖12B闡述本實(shí)施例中的噴液頭的功能。
本實(shí)施例的噴液頭用同樣的含水墨液作為噴射液體和生泡液體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所說(shuō)的噴射液體被提供給第一液體的液體通道14，所說(shuō)的生泡液體被提供給第二液體的液體通道16。
由生熱元件2生成的熱量被施加給裝在第二液體的液體通道的生泡區(qū)中的生泡液體，以通過(guò)薄膜沸騰現(xiàn)象在生成區(qū)中生成液泡40，正如美國(guó)專利No.4,723,129所公開(kāi)的那樣。
在本實(shí)施例中，由于除了生泡區(qū)的上游側(cè)外，已生成的液泡的壓力不可能在生泡區(qū)的其它三個(gè)方向上從生泡區(qū)泄漏，所以這一壓力被集中到安裝在所說(shuō)的噴射壓力生成區(qū)中的可動(dòng)構(gòu)件31上，并且，隨著液泡的膨脹，可動(dòng)構(gòu)件31如圖12B所示，從圖12A所示的狀態(tài)向著第一液體通道14位移。借助于可動(dòng)構(gòu)件31的這種作用，第一液體的液體通道14與第二液體的液體通道16連通，并且已生成的液泡的壓力主要在第一液體的液體通道14中向著噴射口18(方向A)傳遞?？窟@樣的壓力擴(kuò)張，結(jié)合可動(dòng)構(gòu)件31的機(jī)械位移，液體從噴射口18噴出。
然后，隨著液泡的收縮，可動(dòng)構(gòu)件31返回到圖12A所示的位置上，并且在第一液體的液體通道14中，相應(yīng)于所噴出的液體的噴射量，從上游側(cè)補(bǔ)償適量的噴射液體。同時(shí)在本實(shí)施例中，由于可動(dòng)構(gòu)件31位于關(guān)閉方向上，所以噴射液體的再填充不會(huì)受可動(dòng)構(gòu)件31的阻礙。
除了由于具有雙通道結(jié)構(gòu)而提供了下述附加的優(yōu)點(diǎn)外，本實(shí)施例的主要方面(例如壓力擴(kuò)張、液泡的膨脹方向、通過(guò)可動(dòng)構(gòu)件31的位移來(lái)防止回波等)均與上述第一實(shí)施例相同。
在上述結(jié)構(gòu)中，可將噴射液體和生泡液體分開(kāi)，并且通過(guò)由在生泡液體中生成液泡而產(chǎn)生的壓力來(lái)噴射排出液體。因此通過(guò)把即使是在施熱的條件下不能充分產(chǎn)生液泡的粘稠液體如聚乙二醇供給到第一液體的液體通道中和把作為生泡液體的能夠令人滿意地產(chǎn)生液泡的液體(例如乙醇∶水＝4∶6、粘度為1-2cp的混合物)或低沸騰的液體供給到第二液體的液體通道中，就可以令人滿意地噴出這種粘稠液體。
此外，可選擇在應(yīng)用熱能的情況下不在生熱元件的表面上產(chǎn)生沉淀(例如同源物)的液體作為生泡液體，以穩(wěn)定液泡的生成，以此獲得滿意的液體噴射。
本實(shí)施例的加熱結(jié)構(gòu)能夠獲得上述各實(shí)施例中所闡述的效果，它能以較高的噴射率和較強(qiáng)的噴射能力噴出各種液體，例如高粘稠度的液體。
此外，通過(guò)把對(duì)熱敏感的液體作為噴射液體供給到第一液體通道中并把能夠令人滿意地產(chǎn)生液泡且耐熱的液體供給到第二液體的液體通道中，可在沒(méi)有熱損壞的情況下以如上所述的高噴射率和強(qiáng)的噴射能力噴射這種對(duì)熱敏感的液體。
其它實(shí)施例在上文中已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的噴液頭的主要部件和本發(fā)明的噴液方法的各個(gè)實(shí)施例。下面將參照

有利地應(yīng)用于上述這些實(shí)施例中的其它實(shí)施例。應(yīng)注意的是，下面的實(shí)施例可參考上述具有一個(gè)通道結(jié)構(gòu)和具有兩個(gè)通道結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中的任何一種實(shí)施例，但下述這些實(shí)施例一般可應(yīng)用于上述這兩種結(jié)構(gòu)，除非另有說(shuō)明。
液體通道的頂板形狀圖13是本發(fā)明的噴液頭沿著液體通道的橫截面視圖，其中安裝在隔壁30上的是個(gè)開(kāi)槽的構(gòu)件50，它具有用于構(gòu)成第一液體的液體通道14(或圖1A中的液體通道10)的溝槽。在這個(gè)實(shí)施例中，液體通道的頂板在可動(dòng)構(gòu)件31的自由端的附近做得較高，以增加可動(dòng)構(gòu)件31的移動(dòng)角度θ。確定可動(dòng)構(gòu)件31的移動(dòng)范圍除了考慮要在軸向方向上覆蓋包括噴射口18的角度在內(nèi)的位置外，還要考慮液體通道的結(jié)構(gòu)、可動(dòng)構(gòu)件31的耐久性、產(chǎn)生液泡的能力等因素。
此外，可通過(guò)如圖13所示選擇可動(dòng)構(gòu)件31的自由端的位移高度比噴射口18的直徑大而以更令人滿意的方式提高噴射能力。進(jìn)一步說(shuō)，如圖13所示，液體通道的頂板在可動(dòng)構(gòu)件31的支點(diǎn)33處做得比可動(dòng)構(gòu)件的自由端32低，借此可用更有效的方法防止壓力波向上游側(cè)泄漏。
第二液體通道與可動(dòng)構(gòu)件31的位置關(guān)系圖14A至圖14C表示可動(dòng)構(gòu)件31與第二液體的液體通道16的位置關(guān)系。圖14A是從上方看的可動(dòng)構(gòu)件31和隔壁30的平面視圖，而圖14B是從上方看的沒(méi)有隔壁30的情況下的第二液體的液體通道16的平面視圖，圖14C是以相互疊加的方式表示可動(dòng)構(gòu)件31與第二液體的液體通道16的位置關(guān)系的示意圖。在這些圖中，較低的一端是具有噴射口18的前端。
本實(shí)施例中的第二液體的液體通道16在生熱元件2的上游側(cè)(該上游側(cè)被限定在從第二公共液體腔室經(jīng)過(guò)生熱元件2、可動(dòng)構(gòu)件31和第一液體通道到噴射口18的這一主流中)具有一個(gè)縮頸部19，由此構(gòu)成一個(gè)腔室結(jié)構(gòu)(產(chǎn)生液泡的腔室)，用以避免生泡的壓力容易向第二液體的液體通道16的上游側(cè)逃逸。
在傳統(tǒng)的噴墨頭中，生成液泡的液體通道與噴液通道是一樣的，假如在這樣的傳統(tǒng)噴墨頭中形成縮頸部19，用以避免由生熱元件2在液體腔室中產(chǎn)生的壓力向著公共液體腔室逃逸，則考慮到液體的再充填，這樣的縮頸部19中的液體通道的橫截面不能做得很小。
另一方面，在本實(shí)施例中，絕大部分排出的液體可以是出現(xiàn)在第一液體的液體通道中的噴射液體和在第二液體的液體通道中的生成液泡的液體的消耗量，那里有可被做得很小的生熱元件。因此，把生成液泡的液體補(bǔ)償?shù)降诙后w的液體通道的生泡區(qū)11中的補(bǔ)償量可以低點(diǎn)。由于這一原因，上面提到的縮頸部19的間隙可以做得只有幾微米至小于二十微米大小，以便可進(jìn)一步避免在第二液體的液體通道中生成的液泡壓力逃逸并集中到可動(dòng)構(gòu)件31。這一壓力可通過(guò)可動(dòng)構(gòu)件31而被用作噴射液體的動(dòng)力，以此獲得較高的噴射效率和較強(qiáng)的噴射能力。第一液體的液體通道16不局限于上面所闡述的形狀，而是可設(shè)想為任何能有效地把引導(dǎo)液泡的壓力傳送到可動(dòng)構(gòu)件31上的形狀。
如圖14C所示，可動(dòng)構(gòu)件31的橫向部分覆蓋住壁的一部分，所說(shuō)的壁構(gòu)成了第二液體的液體通道，這樣的結(jié)構(gòu)防止了可動(dòng)構(gòu)件31掉進(jìn)第二液體的液體通道，由此，可進(jìn)一步加強(qiáng)前面所提到的噴射液體與生泡液體的分離。同時(shí)抑制了液泡通過(guò)縫隙而泄漏，以此進(jìn)一步增加了噴射壓力和提高了噴射效率。此外，可進(jìn)一步加強(qiáng)前面所提到的通過(guò)液泡消失時(shí)的壓力而進(jìn)行的來(lái)自上游側(cè)的液體再充填。
在圖12B和圖13中，作為可動(dòng)構(gòu)件31向著第一液體的液體通道14移動(dòng)的結(jié)果，在第二液體的液體通道16的生泡區(qū)中生成的液泡的一部分在第一液體的液體通道14中擴(kuò)張，與沒(méi)有這樣的液泡擴(kuò)張的情況相比，允許液泡這樣擴(kuò)張的第二液體通道的這一高度可進(jìn)一步增強(qiáng)噴液能力。為實(shí)現(xiàn)這種液泡向第一液體的液體通道14的擴(kuò)張，第二液體的液體通道16的高度最好做得比最大的液泡的高度小，并且最好在幾微米至30微米的范圍內(nèi)選擇第二液體通道16的高度。在本實(shí)施例中，這一高度選為15μm。圖15A和圖15C表示可動(dòng)構(gòu)件31的其它形狀。在隔壁中形成的縫35限定了可動(dòng)構(gòu)件31。圖15A表示直角形形狀，而圖15B表示的是有一個(gè)較窄的支承部的形狀，這種形狀便于可動(dòng)構(gòu)件31的移動(dòng)；圖15C表示的是有一個(gè)較寬的支承部的形狀，這種形狀便于增強(qiáng)可動(dòng)構(gòu)件31的耐久性。為了實(shí)現(xiàn)容易位移和獲得令人滿意的耐久性，需要將支承部的寬度縮頸為如圖14A所示的弧形，而可動(dòng)構(gòu)件31的形狀可以任意選擇，以能夠不掉進(jìn)第二液體的液體通道中，并容易實(shí)現(xiàn)位移和獲得令人滿意的耐久性。
在前面的實(shí)施例中，包含板形可動(dòng)構(gòu)件31的隔壁5由厚度為5μm的鎳板做成，而隔壁5和可動(dòng)構(gòu)件31可由任何抗生泡液體和噴射液體、且具有彈性(使得可動(dòng)構(gòu)件31具備令人滿意的功能)并能夠形成縫隙35的材料做成。
構(gòu)成可動(dòng)構(gòu)件31的最佳材料例如包括象銀、鎳、金、鐵、鈦、鋁、鉑、鉭、不銹鋼、磷青銅或它們的合金這樣的耐久金屬；硝基樹(shù)脂，例如丙烯腈、丁二烯或苯乙烯；氨基樹(shù)脂，例如聚酰胺；羧基樹(shù)脂，例如聚碳酸酯；醛基樹(shù)脂，例如聚縮醛；砜基樹(shù)脂，例如聚砜；其它樹(shù)脂，例如液晶聚合物或其混合物；耐油墨的金屬，例如金、鎢、鉭、鎳、不銹鋼、鈦或它們的合金；一種表面涂敷有這種耐油墨的金屬或合金的材料；氨基樹(shù)脂，例如聚酰胺；醛基樹(shù)脂，例如聚縮醛；酮基樹(shù)脂，例如聚醚酮醚；酰亞胺基樹(shù)脂，例如聚酰亞胺；羥基樹(shù)脂，例如聚乙烯；烷基樹(shù)脂，例如聚丙烯；環(huán)氧基樹(shù)脂，例如環(huán)氧樹(shù)脂；氨基樹(shù)脂，例如蜜胺樹(shù)脂；羥甲基樹(shù)脂，例如二甲苯樹(shù)脂；陶瓷，例如二氧化硅及其混合物。
構(gòu)成隔壁的最佳材料包括具有良好耐熱性、耐溶解性和用現(xiàn)代工程塑料進(jìn)行模壓的模壓加工性的樹(shù)脂，例如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙酯、蜜胺樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丁二烯、聚氨基甲酸乙酯、聚醚酮醚、聚醚砜、多芳基化合物、聚酰亞胺、聚砜、液晶聚合物或其混合物；金屬，例如二氧化硅、氮化硅、鎳、金、不銹鋼、它們的合金及其混合物；表面涂有鈦或金的材料。
隔壁的厚度可根據(jù)材料和其形狀來(lái)加以確定，以便獲得所需的強(qiáng)度，并確?？蓜?dòng)構(gòu)件31獲得令人滿意的功能，其厚度最好在0.5μm至10μm的范圍內(nèi)選擇。
在本實(shí)施例中將限定可動(dòng)構(gòu)件31的縫隙35的寬度選為2μm，但是，在生泡液體與噴射液體不同并且要避免這兩者混合的情況下，該縫隙35的寬度是這樣選擇的，即，在這兩種液體之間形成彎液面，以此抑制它們之間的相互流動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，如果生泡液體的粘稠度約為2cp，而噴射液體的粘稠度為100cp或更高，則即使縫隙的寬度約為5μm，也能避免相互混合，但該縫隙的寬度最好選為3μm或更小。
本發(fā)明的可動(dòng)構(gòu)件31的厚度(t)不是厘米數(shù)量級(jí)而是微米數(shù)量級(jí)。為了形成這種具有微米數(shù)量級(jí)寬度(W)的縫隙的可動(dòng)構(gòu)件31，需要在制造中考慮一定的波動(dòng)。
如果把與限定縫隙的可動(dòng)構(gòu)件31的自由端和/或橫向端相對(duì)置的構(gòu)件的厚度與圖12A、12B和圖13所示的可動(dòng)構(gòu)件31的厚度相比較，考慮到制造時(shí)的波動(dòng)，通過(guò)在如下范圍內(nèi)選擇縫隙的寬度與厚度的關(guān)系，可穩(wěn)定地抑制生泡液體與噴射液體的混合。盡管這在設(shè)計(jì)中給出了一個(gè)限制，但在使用粘稠度為3cp或粘度更低的、與高粘稠度(5或10cp)的墨液相結(jié)合的生泡液體的情況下，條件W/t≤1使得能夠在持續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)抑制兩種液體的混合。
當(dāng)功能被分成生泡液體和噴射液體時(shí)，可動(dòng)構(gòu)件31構(gòu)成了一個(gè)用于這些液體的基本隔板件。液泡的膨脹使得可動(dòng)構(gòu)件31發(fā)生位移，結(jié)果可觀察到有少量的生泡液體混合到噴射液體中。然而，由于在噴墨打印中形成圖象的噴射液體一般含有濃度為3-5％的著色材料，所以如果在噴射液體的液滴中含有高達(dá)20％范圍內(nèi)的生泡液體，則將不會(huì)發(fā)生色彩濃度的顯著變化。因此，本發(fā)明包括這樣一種情況，即，生泡液體與噴射液體在這樣的范圍內(nèi)混合，即生泡液體在所噴出的液滴中的含量不超過(guò)20％。
在上面說(shuō)明的結(jié)構(gòu)中，即使改變粘度，生泡液體的混合比例也不超過(guò)15％，并且，在生泡液體的粘度不超過(guò)5cp的情況下，混合比例不超過(guò)10％，雖然它是可根據(jù)驅(qū)動(dòng)頻率而變化的。
通過(guò)將噴射液體的粘度從20cp開(kāi)始降低，這樣的液體混合比例可被減小，例如減小至5％和更少。
在下文中將參照

噴墨頭中的可動(dòng)構(gòu)件31與生熱元件2的位置關(guān)系，但在下文中可動(dòng)構(gòu)件31和生熱元件2的形狀、尺寸和數(shù)量不局限于所說(shuō)明的這些。生熱元件2和可動(dòng)構(gòu)件31的最佳布置使得能夠有效地利用由生熱元件2生成的液泡的壓力作為噴射壓力。
一種被稱作液泡噴射打印的傳統(tǒng)技術(shù)是通過(guò)向墨液提供能量(例如熱能)而在其中產(chǎn)生狀態(tài)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)圖象的形成的噴墨打印，所說(shuō)的狀態(tài)變化包括急劇的體積變化(液泡生成)，借助于由這樣的狀態(tài)變化產(chǎn)生的作用力來(lái)從噴射口18噴出墨液并使這樣噴出的墨液沉積在打印介質(zhì)上。在這種被稱作液泡噴射打印的傳統(tǒng)技術(shù)中，如圖16所示，墨液的排出量正比于生熱元件的面積，但也存在無(wú)助于液泡產(chǎn)生的無(wú)效的面積S。在生熱元件2上的關(guān)聯(lián)(cognation)狀態(tài)指的是這種無(wú)效面積存在于生熱元件2的周邊區(qū)域中。基于這些結(jié)果，假定生熱元件有約4μm寬的周邊區(qū)域無(wú)助于熱量的產(chǎn)生。
因此，為了有效地利用液泡生成時(shí)的壓力，應(yīng)考慮以這樣的方式使可動(dòng)構(gòu)件31有效定位，即，可動(dòng)構(gòu)件31覆蓋有效生泡區(qū)正上方的區(qū)域，該區(qū)域位于生熱元件約4μm寬的周邊區(qū)域之內(nèi)。在本實(shí)施例中，有效的生泡區(qū)被認(rèn)為是生熱元件約4μm寬的周邊區(qū)域之內(nèi)的區(qū)域，但并不局限于這樣的結(jié)構(gòu)，采用何種結(jié)構(gòu)取決于生熱元件的種類及其形成的方法。
圖17A和圖17B是從上方看的、分別與具有不同的可動(dòng)區(qū)域的可動(dòng)構(gòu)件301、302相疊置的、面積為58×150μm的生熱元件2的示意圖。
可動(dòng)構(gòu)件301的尺寸為53×145μm，它比生熱元件2的尺寸小但與生熱元件2的有效生泡區(qū)域相當(dāng)，并且其定位于覆蓋這一有效生泡區(qū)。另一方面，可動(dòng)構(gòu)件302的尺寸為53×220μm，它比生熱元件2的尺寸大(對(duì)于同樣的寬度，從支點(diǎn)到可動(dòng)構(gòu)件的可動(dòng)端的距離比生熱元件2的長(zhǎng)度長(zhǎng))并且它與可動(dòng)構(gòu)件301的情況相同，定位于覆蓋有效的生泡區(qū)。在下列條件下對(duì)這樣的可動(dòng)構(gòu)件301和302測(cè)量耐久性和噴射效率生泡液體40％乙醇的水溶液噴射墨液含色墨液電壓20.2V頻率3kHz在這些條件下的測(cè)試揭示(1)在施加1×107個(gè)脈沖后，可動(dòng)構(gòu)件301在支點(diǎn)部損壞，(2)在施加3×108個(gè)脈沖后可動(dòng)構(gòu)件302沒(méi)表示出任何損壞?？梢源_認(rèn)由與輸入能量相關(guān)的噴射量和噴射速度確定的運(yùn)動(dòng)能量被增加1.5至2.5倍。
基于這些結(jié)果，就耐久性和噴射效率而論，最好是以這樣的方式定位可動(dòng)構(gòu)件31，即，該可動(dòng)構(gòu)件31覆蓋在有效生泡區(qū)的正上方，并且該可動(dòng)構(gòu)件的面積比生熱元件2的面積大。
圖18示出自生熱元件2的邊緣到可動(dòng)構(gòu)件的支點(diǎn)的距離與可動(dòng)構(gòu)件的位移量之間的關(guān)系。圖19是表示生熱元件2與可動(dòng)構(gòu)件31的位置關(guān)系的橫截面視圖。生熱元件2的尺寸為40×105μm。將會(huì)認(rèn)識(shí)到，位移量隨著從生熱元件2的邊緣到可動(dòng)構(gòu)件31的支點(diǎn)33的距離的增加而增加。因此需要根據(jù)所需的墨液噴射量、用于噴射液體的液體通道的結(jié)構(gòu)和生熱元件2的形狀來(lái)決定可動(dòng)構(gòu)件31的最佳位移量和決定可動(dòng)構(gòu)件31的支點(diǎn)33的位置。
如果可動(dòng)構(gòu)件31的支點(diǎn)33的位置處于生熱元件2的有效生泡區(qū)的正上方，則由于支點(diǎn)33直接接受生泡時(shí)的壓力，因此除了由于可動(dòng)構(gòu)件31的位移而產(chǎn)生變形外，可動(dòng)構(gòu)件31的耐久性易變劣。根據(jù)本發(fā)明的試驗(yàn)，在支點(diǎn)33被放置在有效生泡區(qū)的正上方的情況下，在施加約1×106次脈沖后，耐久性變劣的可動(dòng)構(gòu)件發(fā)生損壞。因此，通過(guò)把可動(dòng)構(gòu)件31的支點(diǎn)安置在生熱元件2的有效生泡區(qū)的正上方區(qū)域之外，可動(dòng)構(gòu)件31也可采用具有中等耐久性的材料和形狀。但如果適當(dāng)?shù)剡x擇形狀和材料，則也可將該支點(diǎn)安置在這樣的有效生泡區(qū)的正上方。用這種方式可獲得在噴射效率和耐久性方面極好的噴液頭。
元件基片以下將說(shuō)明元件基片1的結(jié)構(gòu)，在該元件基片1上安裝有向液體提供熱能的生熱元件2。
圖20A和圖20B是本發(fā)明噴液頭的縱向橫截面視圖，它們分別帶有和不帶有下文中將要闡述的保護(hù)膜。
在元件基片1的上方，安置了一個(gè)開(kāi)有溝槽的構(gòu)件50，其上設(shè)置有第二液體的液體通道16、隔壁30、第一液體的液體通道14和用于構(gòu)成該液體通道14的溝槽。
為了絕緣和熱量聚集，通過(guò)形成氧化硅膜或氮化硅膜106，元件基片1被制備在象硅這樣的基片107上，并且如圖11所示在其上形成(pattern)例如由硼化鉿(HfB2)、氮化鉭(TaN)或鋁化鉭(TaAl)組成的電阻層105(0.01-0.2μm厚)并構(gòu)成生熱元件2和例如由鋁組成的導(dǎo)線電極104(0.2-1.0μm厚)。兩個(gè)導(dǎo)線電極104對(duì)電阻層105施加電壓，以此向它提供電流并在其中產(chǎn)生熱能。在兩導(dǎo)線電極104之間的電阻層105上支承著用來(lái)保護(hù)電阻層105免受墨液或其它液體侵害的保護(hù)層103和抗氣蝕層102(0.1-0.6μm)，所說(shuō)的保護(hù)層103的厚度為0.1-2.0μm，它由例如氧化硅或氮化硅組成；所說(shuō)的抗氣蝕層102例如由鉭組成。
由于在液泡生成或液泡消失時(shí)產(chǎn)生的壓力或沖擊波非常強(qiáng)大并大大地?fù)p壞硬而脆的氧化膜的耐久性，所以采用象鉭(Ta)之類的金屬材料作抗氣蝕層102。
如圖20B中所列舉的那樣，通過(guò)將液體、液體通道的結(jié)構(gòu)和電阻材料結(jié)合起來(lái)考慮，上文中所提到的保護(hù)層103可以省去。舉例來(lái)說(shuō)，用于不需要保護(hù)層的電阻層的材料是銥鈦鋁合金。
在前面實(shí)施例中的生熱元件2可僅僅由安置在電極之間的電阻層(生熱部分)組成或可包括用于保護(hù)電阻層的保護(hù)層。
在本實(shí)施例中，生熱元件2具有一個(gè)由電阻層組成的生熱部分，該電阻層根據(jù)電信號(hào)產(chǎn)生熱能。但并不局限于這樣的結(jié)構(gòu)，而是可采用任何能夠產(chǎn)生足夠的液泡以排出噴射液體的元件。例如，該生熱元件2可具有一個(gè)通過(guò)例如從激光接收光來(lái)產(chǎn)生熱能的光熱轉(zhuǎn)換件，或一個(gè)通過(guò)接收高頻信號(hào)來(lái)產(chǎn)生熱能的生熱部分。
除了由構(gòu)成上述生熱部分的電阻層105組成的電熱轉(zhuǎn)換元件和用于向該電阻層105提供電信號(hào)的導(dǎo)線電極104外，元件基片1上還可裝備有用于有選擇地驅(qū)動(dòng)電熱轉(zhuǎn)換元件的功能元件，例如晶體管、二極管、鎖存器和移位寄存器，所說(shuō)的這些功能元件是通過(guò)半導(dǎo)體工藝而呈整體地制備的。
為了通過(guò)驅(qū)動(dòng)安裝在這個(gè)元件基片1上的電熱轉(zhuǎn)換元件的生熱部分來(lái)噴射液體，通過(guò)導(dǎo)線電極104把如圖21所示的矩形脈沖施加到電阻層105上，以引起在電阻層105中快速生熱。在上述實(shí)施例的噴墨頭中，以6kHz的頻率施加電壓為24V、脈沖寬度為7μsec、電流為150mA的電信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)生熱元件2，以此通過(guò)上文所述的功能從噴射口18噴出墨液。但驅(qū)動(dòng)信號(hào)并不局限于上述這樣的條件，而可以是任何能在生泡液體中適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生液泡的條件。
例1現(xiàn)在參照?qǐng)D35和圖24來(lái)闡述本發(fā)明所用的雙通道結(jié)構(gòu)的噴液頭的基本結(jié)構(gòu)。圖35是該噴液頭的示意性結(jié)構(gòu)的示意性透視圖，而圖24是構(gòu)成噴液頭的基板、硅基片組件及插接板的透視圖。
在這些圖中所示的噴液頭是基于噴墨打印方法，在這種方法中，通過(guò)把由生熱元件產(chǎn)生的熱量傳送給液體、以此在其中引起薄膜沸騰現(xiàn)象來(lái)使液體噴出。在此例中，假設(shè)該噴液頭是一種通過(guò)噴出液體而在記錄介質(zhì)上記錄圖象的噴墨記錄頭(下文中簡(jiǎn)稱為記錄頭)。
如圖24所示，該噴墨記錄頭具有一個(gè)插接板71和許多疊置在基板70上的硅基片組件1。每一個(gè)硅基片組件上都裝有用于在任意時(shí)刻響應(yīng)外部提供的電信號(hào)而為噴出液體產(chǎn)生能量的生能元件2、用于驅(qū)動(dòng)這些生能元件的信號(hào)板和用于為驅(qū)動(dòng)信號(hào)板而提供電能的動(dòng)力板。硅基片組件1以這樣的方式粘結(jié)在基板70上，即，安裝在其上的板(未示出)與裝備在插接板(布線板)71上的提供信號(hào)的板/提供動(dòng)力的板(未示出)呈預(yù)定的位置關(guān)系。插接板71上還裝有接線器(未示出)以接收來(lái)自外部的打印信號(hào)和驅(qū)動(dòng)用電能。
然后通過(guò)絲焊將已粘結(jié)在基板70上的硅基片組件1與插接板連接起來(lái)。
下面將描述蓋板50。
如圖24所示的蓋板50是用公知方法成型的，然后對(duì)該孔板的表面、對(duì)承擔(dān)墨液通道的表面和粘結(jié)到加熱板上的表面同時(shí)進(jìn)行拋光加工，然后在該蓋板50的孔板表面上形成防墨液薄膜，以通過(guò)在孔板表面上的每一個(gè)孔的周邊上浸濕墨液來(lái)防止噴液能力的破壞。
其后，用激發(fā)物激光形成與圖35中所示的硅基片組件1上的每一個(gè)生能件2相應(yīng)的墨液通道溝槽。在這一操作中，激光束的加工用掩模來(lái)重復(fù)進(jìn)行，與在加熱板中一樣以128個(gè)墨液通道為一個(gè)單元。在形成墨液通道之后，從孔板后側(cè)用掩模形成孔，與在墨液通道溝槽中一樣每一次以128個(gè)孔為一個(gè)單元。
蓋板50上設(shè)置有與硅基片組件1上的生能元件2相對(duì)應(yīng)的液體通道、分別與所述液體通道相對(duì)應(yīng)并用來(lái)向記錄介質(zhì)噴射墨液的孔18、用來(lái)向液體通道提供墨液的液體腔室和用于輸送墨液的供墨孔20，所說(shuō)的墨液是從一墨槽(未示出)供入到墨液腔室中的。蓋板50通常以這樣的長(zhǎng)度成型，即基本上覆蓋生能元件的陣列，并且該蓋板50由多個(gè)硅基片組件1的陣列構(gòu)成。
蓋板50以這樣的方式安裝在基板70上，即，其墨液通道與硅基片組件1上的生能元件呈預(yù)定的位置關(guān)系。
這種安裝可以通過(guò)各種方式獲得，例如通過(guò)用彈簧410和用于支承彈簧410的彈簧支座415進(jìn)行機(jī)械沖壓或通過(guò)用粘合材料固定。
構(gòu)成蓋板50的材料可以是一種能夠使溝槽精確成型的樹(shù)脂材料，此外還有所需的優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性和墨液阻力。為了滿足這些要求，最好采用環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、二甘醇-二烴基碳酸酯(diglycol-dialkylcarbonate)樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、聚氨基甲酸乙酯樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、密胺樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂或尿素樹(shù)脂，特別是就成型性和液體阻力而言最好采用聚砜樹(shù)脂或聚醚砜樹(shù)脂。
下面將參照?qǐng)D36和圖25對(duì)本發(fā)明的主要方面進(jìn)行說(shuō)明。圖36是圖24中的主要部件的放大的示意性透視圖。圖25是圖24中所示的記錄頭的生熱元件部分垂直于液體通道的橫截面視圖。第二液體通道的壁72位于生熱元件2的兩端，并且相鄰的硅基片組件1是這樣布置的，即，各自的液體通道壁是相互對(duì)置的。這樣，通過(guò)把隔壁30放在第二液體通道的壁72上，形成確定的第二液體通道，相鄰的硅基片組件1之間的間隙601被隔壁30密封。
如上所述，在本例的噴墨記錄頭中，上述間隙可由隔壁緊密地蓋住，并且可用一個(gè)單獨(dú)的部件實(shí)現(xiàn)雙通道結(jié)構(gòu)，因此噴射口附近的液體可被有效地排出，并可防止動(dòng)力在這一間隙部位損失。這樣就可獲得質(zhì)量良好的打印。
例2與例1相比照(例1中的隔壁30由一個(gè)單一構(gòu)件組成)，本例中隔壁30被分成與元件基片1相對(duì)應(yīng)的多個(gè)部分。
圖26是本例中整個(gè)噴墨頭的分解透視圖，而圖27是圖26中所示的噴墨頭的生熱元件的垂直于液體通道的橫截面視圖。
在這個(gè)實(shí)施例中，隔壁30可被制備成較小的單元，以使隔壁30的生產(chǎn)效率、最終是噴液頭的生產(chǎn)效率得到提高。此外，由于隔壁30可以以預(yù)先粘結(jié)到元件基片1上的方式定位，所以也有利于隔壁30的定位。
例3
在例2中，元件基片1的接縫601沒(méi)有被隔壁30遮蓋。但通過(guò)使多個(gè)隔壁30在元件基片1的排列方向上位移，例如如圖28所示位移量為元件基片1節(jié)距的一半，就可使元件基片1的這一接縫601被隔壁30遮蓋，以此用隔壁30把每個(gè)接縫601搭接起來(lái)。在這種情況下，隔壁30的數(shù)量可做到比元件基片1的數(shù)量少。
例4圖37是本發(fā)明第四實(shí)施例中的噴液頭的局部分解透視圖。
圖37所示的噴液頭由處于相互粘結(jié)狀態(tài)的開(kāi)有溝槽的構(gòu)件50、隔壁30a、基片1a、1b和支承件70組成。用于噴射液體的噴射口18位于溝槽件50的表面51上，并與溝槽件50上的溝槽(未示出)相連通，所述溝槽與噴射口18相對(duì)應(yīng)。這些被設(shè)置成多個(gè)單元的溝槽與溝槽件50上的凹槽(未示出)相連通，并且這些溝槽和凹槽被粘結(jié)到隔壁30a、30b上，以構(gòu)成第一液體的液體通道和第一公共液體腔室。隔壁30a、30b支承著可動(dòng)構(gòu)件31a、31b和與溝槽相對(duì)應(yīng)的第二液體的液體通道的壁72，并與粘結(jié)到支承件70上的基片1a、1b相連接，以構(gòu)成第二液體的液體通道。基片1a、1b支承著分別與第二液體的液體通道相對(duì)應(yīng)的生熱元件2，所說(shuō)的第二液體通道與第二公共液體腔室(未示出)相連通，所說(shuō)的第二公共液體腔室是通過(guò)將隔壁30a、30b與基片1a、1b連接起來(lái)而形成的。第二液體的液體通道通過(guò)隔壁的孔22和第二公共液體腔室接收來(lái)自第二液體引導(dǎo)通道21的生泡液體。此外，第一液體的液體通道通過(guò)第一公共液體腔室接收來(lái)自第一液體引導(dǎo)通道20的生泡液體。隔壁30a、30b之間的縫隙和基片1a、1b之間的縫隙被用密封膠或粘合材料完全地或部分地填充。
圖38是圖37中所示的噴液頭的橫截面視圖。
在這個(gè)實(shí)施例中，溝槽件50上設(shè)置有一塊孔板，這塊孔板上具有噴射口18、構(gòu)成多個(gè)第一液體通道14的多個(gè)溝槽、構(gòu)成與多個(gè)通道14相連通的第一公共液體腔室并用于向第一液體的液體通道供應(yīng)液體(噴射液體)的凹槽。
通過(guò)把隔壁30a、30b粘結(jié)到溝槽件50的下表面上，可形成多個(gè)第一液體的液體通道14。這樣的溝槽件50中設(shè)置有從頂部開(kāi)始到達(dá)第一公共液體腔室15的第一液體供應(yīng)通道20和從頂部開(kāi)始、穿過(guò)隔壁30到達(dá)第二公共液體腔室17的第二液體供應(yīng)通道21。
如圖38中箭頭C所標(biāo)示的那樣，第一液體(噴射液體)通過(guò)第一液體供應(yīng)通道20供應(yīng)到第一液體公共腔室15，然后供應(yīng)到第一液體的液體通道14；與此同時(shí)，如圖38中箭頭D所標(biāo)示的那樣，第二液體(生泡液體)通過(guò)第二液體供應(yīng)通道21供應(yīng)到第二液體公共腔室17，然后供應(yīng)到第二液體的液體通道16。
在本例中，第二液體供應(yīng)通道21平行于第一液體供應(yīng)通道20，但也可用任何方式將其裝備成通過(guò)安裝在第一公共液體腔室15外部的隔壁30到達(dá)第二公共液體腔室17。
確定第二液體供應(yīng)通道的尺寸(直徑)要考慮到第二液體的供應(yīng)量。第二液體供應(yīng)通道不必是圓的，而可以是任何其它形狀，例如矩形。
通過(guò)用隔壁30覆蓋溝槽件50，還可形成第二公共液體腔室17。如圖37中的分解透視圖所圖示的那樣，通過(guò)用基片上的干燥薄膜形成公共液體腔室的框架和第二液體的液體通道的壁，并把該基片1同溝槽件50與隔壁30的組合體粘接到一起，就可形成第二公共液體腔室17和第二液體的液體通道16。
在本例中，在金屬(例如鋁)制成的支承件70上安裝有基片1，該基片1上裝備有多個(gè)電熱轉(zhuǎn)換元件，構(gòu)成產(chǎn)生熱的生熱元件，以此在生泡液體中引起薄膜沸騰，以在其中產(chǎn)生液泡。
在由導(dǎo)電電極5(例如鋁)施加電壓的條件下生熱元件2產(chǎn)生熱能。
溝槽件50上設(shè)置有溝槽，以一旦與隔壁30粘接在一起就構(gòu)成噴射液體的通道(第一液體的液體通道)14；溝槽件50上還設(shè)置有凹槽，以構(gòu)成與噴射液體通道相連通并向這些通道提供噴射液體的第一公共液體腔室(噴射液體的公共腔室)15；還設(shè)置有第一供應(yīng)通道(噴射液體的供應(yīng)通道)20，以向第一公共液體腔室供應(yīng)噴射液體；還設(shè)置有第二供應(yīng)通道(生泡液體的供應(yīng)通道)21，以向第二公共液體腔室17供應(yīng)生泡液體。第二供應(yīng)通道21所連接的通道位于第一公共液體腔室15之外并穿過(guò)隔壁30導(dǎo)向第二公共液體腔室17，并且這樣的通道能夠在不與噴射液體混合的情況下把生泡液體供應(yīng)給第二公共液體腔室17。
基片1、隔壁30和溝槽蓋板50的位置關(guān)系是這樣的，即基片1的生熱元件與可動(dòng)構(gòu)件31相對(duì)應(yīng)，也與噴射液體通道14相對(duì)應(yīng)。在本例中，第二供應(yīng)通道被設(shè)置在溝槽件中，但這樣的第二供應(yīng)通道也可設(shè)置成與所要求的供應(yīng)量相對(duì)應(yīng)的多個(gè)單元。此外，噴射液體供應(yīng)通道20和生泡液體供應(yīng)通道21的橫截面按正比于供應(yīng)量來(lái)確定。
供應(yīng)通道的這種橫截面的優(yōu)化可使得構(gòu)成溝槽件50等構(gòu)件的部件更為緊湊。
在增加噴射噴嘴數(shù)量方面，考慮到便于制造，最好是用多個(gè)小基片組合起來(lái)，而不是使用單個(gè)的大基片。由于這個(gè)原因，與上文已經(jīng)說(shuō)明的一樣，本實(shí)施例中采用兩個(gè)基片。但在圖37所示的基片1a和1b之間形成了一個(gè)縫隙35，并且生成的液泡的壓力會(huì)從這個(gè)縫隙中泄漏?？p隙35可用密封膠充填，但生熱元件2的表面條件會(huì)因這樣的密封膠而變得不平坦，這樣就減小了所生液泡的大小。由于上述原因及其它原因，在噴液時(shí)，在基片的端部，來(lái)自生熱元件2的壓力不能被有效地傳遞。因此，在本實(shí)施例中，在基片端部與生熱元件相對(duì)應(yīng)的可動(dòng)構(gòu)件31b成這樣的形狀，即，能夠更有效地接收液泡的壓力并提高噴射效率。更具體地說(shuō)，這種可動(dòng)構(gòu)件做得比其它可動(dòng)構(gòu)件大。用這種方式制成的噴嘴的噴射性能均勻一致，并且可避免在基片的端部造成局部低密度，所說(shuō)的這種局部低密度是由在這一端部因較低的效率產(chǎn)生較低的噴射量而引起的。
在本例中，隔壁30a、30b之間也有一縫隙36，它同樣會(huì)引起圖象的不均勻。但可以通過(guò)對(duì)如上所述的可動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行局部改型來(lái)提高圖象質(zhì)量。
可動(dòng)構(gòu)件的改型不僅可通過(guò)改變其尺寸大小、也可通過(guò)改變其它的設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)完成，所說(shuō)的這些設(shè)計(jì)參數(shù)能夠改變噴射特性，例如可動(dòng)構(gòu)件的支點(diǎn)或自由端的位置。
此外，若在這部分噴射量變大，則可對(duì)可動(dòng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)作同樣的改動(dòng)，以獲得均勻的噴射特性。
如上文所闡述的那樣，在本實(shí)施例中，通過(guò)與其它部分的可動(dòng)構(gòu)件相比在基片邊緣處增大可動(dòng)構(gòu)件的尺寸，就可避免在這些邊緣部分的噴射特性的損失。
例5下面將參照?qǐng)D39說(shuō)明本實(shí)施例。本實(shí)施例中的基本結(jié)構(gòu)與圖37所示的結(jié)構(gòu)相同，因此就不再進(jìn)行說(shuō)明。
在這個(gè)實(shí)施例中，因隔壁30a、30b而導(dǎo)致的不均勻的因素(例如它們之間的縫隙36)是用溝槽件50覆蓋的。更具體地說(shuō)，通過(guò)與隔壁的縫隙36相對(duì)應(yīng)增大噴射口18的小孔面積，使得該噴液頭中噴嘴的噴射量和噴射特性均勻一致。
如果該噴射口是用激光光束和掩模制成的，則可通過(guò)調(diào)整掩模的尺寸將噴射口的大小做得局部不同。因此噴射特性的不均勻也可容易地調(diào)整。
例6下面將參照?qǐng)D40說(shuō)明本實(shí)施例。本實(shí)施例中的基本結(jié)構(gòu)也與圖37所示的結(jié)構(gòu)相同，因此不再進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施例中，通過(guò)與隔壁30a、30b之間的縫隙36相對(duì)應(yīng)地在每一液體通道中形成多個(gè)生熱元件2a、2b，可使噴射特性做到均勻，這里所說(shuō)的縫隙36構(gòu)成了不均勻的因素。
在這種情況下，可在驅(qū)動(dòng)方法上進(jìn)行改變，例如根據(jù)噴射特性的不均勻的程度，由生熱元件2a生熱或由生熱元件2b生熱或者這兩個(gè)生熱元件都生熱。
例7下面將參照?qǐng)D41A至圖41C說(shuō)明本實(shí)施例。
圖41A是與圖37相對(duì)應(yīng)的隔壁30a、30b的視圖。參見(jiàn)圖41A，如前一實(shí)施例中所闡述的那樣(在前一實(shí)施例中所有可動(dòng)構(gòu)件31具有相同的尺寸)，在縫隙36附近的噴射量由于該縫隙的影響而變得較低(或較高)，如圖41B所標(biāo)明的那樣。
但在本實(shí)施例中，如圖41A所示，可動(dòng)構(gòu)件31分別具有不同的尺寸，以致噴射特性以隨機(jī)方式波動(dòng)。把這樣的波動(dòng)與圖41B所示的特性相疊加以提供如圖41C所示的噴射量的波動(dòng)。
這種細(xì)小的有意的波動(dòng)能夠提供給生熱元件，這在視覺(jué)上極容易識(shí)別，例如通過(guò)如圖41B所示的大而有規(guī)則的不均勻度，而減少任意性。
在不均勻圖案的產(chǎn)生位置很難明確的情況下，本實(shí)施例采用與不均勻度的位置無(wú)關(guān)的隨機(jī)波動(dòng)是有效的。
例8圖42A至圖42E示出了多個(gè)基片與具有多個(gè)可動(dòng)構(gòu)件的隔壁的組合，以及噴射量的分布的相關(guān)程度。在本實(shí)施例中的整個(gè)噴液頭的結(jié)構(gòu)與例6或例7中的結(jié)構(gòu)相同。
圖42A示出了多個(gè)裝有同樣形狀(例如矩形)的生熱元件2的基片的布局。在這種情況下，如果噴嘴的其它部件是相同的，則在基片之間的縫隙36附近的生熱元件2會(huì)導(dǎo)致降低噴射量，這是因?yàn)橐号輭毫π孤┖驼澈蟿┝魅氲娇p隙36中，這樣就如圖42C所示加大了噴射量的相對(duì)波動(dòng)。
另一方面，如果隔壁中的可動(dòng)構(gòu)件31僅在與這樣的生熱元件相對(duì)應(yīng)的部分尺寸做得較大，則這樣的可動(dòng)構(gòu)件31獨(dú)自提供如圖42D所示的噴射量的分布。
在通過(guò)把這些部件組合起來(lái)而得到的噴液頭中，噴射量的波動(dòng)被彼此抵消，這樣如圖42E所示噴射量變得均勻，這樣就提高了圖象質(zhì)量。
上述例4至例8能夠防止由于噴液頭中的各種波動(dòng)(例如噴射口中的波動(dòng)或溝槽蓋板的噴嘴中的波動(dòng)以及多個(gè)隔壁或多個(gè)基片間的縫隙處的波動(dòng))而導(dǎo)致的記錄圖象的損壞，由此實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的提高和制造成本的降低。
噴射液體、生泡液體正如在上述實(shí)施例中所闡述的那樣，與傳統(tǒng)的噴液頭相比較，采用了帶有可動(dòng)構(gòu)件31的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明能夠以較強(qiáng)的噴射能力、較高的噴射效率和較高的噴射速度來(lái)噴射液體。在這些例子中，如果生泡液體和噴射液體相同，則可使用各種液體，只要這種液體不因生熱元件2生熱而遭受損壞，這種液體在加熱時(shí)很難在生熱元件2上產(chǎn)生沉淀，這種液體能夠靠熱能進(jìn)行汽化和冷凝的可逆狀態(tài)的改變，并且不損壞液體通道、可動(dòng)構(gòu)件31和隔壁30。
在這些液體當(dāng)中，可采用在傳統(tǒng)的液泡噴射打印設(shè)備中所用的墨液成份作為用于打印的液體。
另一方面，如果在具有雙通道結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的噴液頭中噴射液體和生泡液體互不相同，則生泡液體能具有前面所闡述的性能，并可由例如甲醇、乙醇、n-丙醇、異丙醇、n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯乙烯、氟里昂TF、氟里昂BF、ethyether、二氧雜環(huán)己烷(二惡烷)、環(huán)己烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、水或它們的混合物組成。
作為噴射液體可采用與生泡液體的性能或熱性能無(wú)關(guān)的各種液體，甚至可使用那些在傳統(tǒng)技術(shù)中不易排出的具有低生泡性能的液體、受熱容易變性或損壞的液體或高粘度的液體。
但該噴射液體最好不會(huì)由于噴射液體自身的反應(yīng)或與生泡液體的反應(yīng)而阻礙噴射、生泡或可動(dòng)構(gòu)件31的功能。
用于打印的噴射液體例如可以是高粘度的墨液。此外還可采用醫(yī)藥液體或香水作為噴射液體。
在本發(fā)明中，是用具有下列成份的墨液作為打印液體進(jìn)行打印操作的，這種打印液體既可用于噴射液體也可用于生泡液體。當(dāng)通過(guò)增強(qiáng)噴射能力使得墨液的噴射速度更高時(shí)，由于提高了液滴的滴落精度，所以可獲得非常滿意的打印圖象。
著色墨液的成份(粘度2cp)染料(C.I.食品黑2) 3wt.％二甘醇 10wt.％硫甘醇 5wt.％乙醇5wt.％水 77wt.％
也可將下列液體進(jìn)行組合來(lái)實(shí)施打印操作。不僅用粘度高于10cp的液體、而且用粘度高達(dá)150cp的液體(這樣的液體在傳統(tǒng)的噴液頭中不能排出)也能獲得令人滿意的墨液噴射，由此提供高圖象質(zhì)量的印刷品。
生泡液體1的成份乙醇40wt.％水 60wt.％生泡液體2的成份水 100wt.％生泡液體3的成份異丙醇 10wt.％水 90wt.％噴射液體1的成份(ca.15cp的顏料墨液)碳黑5wt.％苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸乙酯共聚物(styrene-acrylic acid-ethylacrylate copolymer)(酸值140，平均分子量重8000)1wt.％一乙醇胺0.25wt.％丙三醇 69wt.％硫二甘醇5wt.％乙醇3wt.％水 16.75wt.％噴射液體2的成份(55cp)聚乙二醇200 100wt.％噴射液體3的成份(150cp)聚乙二醇600 100wt.％在使用上述液體的情況下(上述液體被認(rèn)為是在傳統(tǒng)的噴液頭中難以噴射)，低噴射速度增加了噴射的方向上的波動(dòng)，導(dǎo)致墨點(diǎn)在記錄紙上的滴落位置的精確度很差。此外，由于不穩(wěn)定的噴射，所以噴射量波動(dòng)。由于這些原因，所以很難得到高質(zhì)量的圖象。但在前述實(shí)施例的噴液頭的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)使用上述生泡液體，能足夠而穩(wěn)定地產(chǎn)生液泡。其結(jié)果是，可提高液滴滴落的準(zhǔn)確度和墨液噴射量的穩(wěn)定性，由此可顯著提高打印圖象的質(zhì)量。
噴液頭的制備下面將闡述本發(fā)明的噴液頭的制備方法。
圖2所示的噴液頭的制備是通過(guò)例如用干薄膜構(gòu)圖而在元件基片1上形成用于支承可動(dòng)構(gòu)件31的支承構(gòu)件34，然后用膠粘或熔合的方法把可動(dòng)構(gòu)件31固定到支承構(gòu)件34上，并以溝槽分別對(duì)應(yīng)于可動(dòng)構(gòu)件31的方式把溝槽件粘結(jié)到元件基片1上，這里所說(shuō)的溝槽件帶有多個(gè)構(gòu)成液體通道10的溝槽、噴射口18和構(gòu)成公共液體腔室的凹槽15。
下面將闡述如圖10、圖22至圖28所示的雙通道結(jié)構(gòu)的噴液頭的制備方法。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，該噴液頭的制備是在元件基片1上形成第二液體的液體通道16的壁，然后把隔壁30安裝在其上，并在隔壁30上安裝溝槽件50，所說(shuō)的溝槽件50帶有構(gòu)成第一液體的液體通道14等結(jié)構(gòu)的溝槽。噴液頭的另一種制備方法是在第二液體的液體通道16的壁形成之后，把已經(jīng)與隔壁30結(jié)合在一起的溝槽件50粘結(jié)到該壁上。
下面將詳細(xì)闡述第二液體的液體通道的制備方法。
圖29A至圖29E是顯示本發(fā)明中的噴液頭的制備方法的第一實(shí)施例的示意性橫截面圖。
在本例中，如圖29A所示，用與在半導(dǎo)體儀器制造中所用的設(shè)備相同的制造設(shè)備，在元件基片(硅墊片)1上制備包含生熱元件2的電熱轉(zhuǎn)換件，所說(shuō)的生熱元件2例如含有硼化鉿或氮化鉭，下一步要洗凈元件基片1的表面以改善與感光樹(shù)脂的粘結(jié)性能。在通過(guò)用乙醇把硅烷聯(lián)接劑(NipponUnika Co.提供的A189)稀釋到1wt.％來(lái)獲得液體的旋轉(zhuǎn)涂層之后，通過(guò)用紫外光-臭氧處理方法對(duì)元件基片1的表面進(jìn)行改進(jìn)，可獲得粘結(jié)性能的進(jìn)一步改善。
在表面洗凈后，如圖29B所示，用這種改進(jìn)的粘結(jié)劑將紫外光感光樹(shù)脂膜DF(Tokyo Ohka Co.提供的干膜Ordil SY-318)疊置在基片1上。
然后，如圖29C所示，將光掩模PM放置在干膜DF上，留下的部分作為第二液體的液體通道的壁通過(guò)光掩模PM被紫外光曝光。曝光步驟由佳能公司提供的曝光設(shè)備MPA-600、用約600mJ/cm2的曝光量來(lái)完成。
然后，如圖29D所示，干膜DF用由二甲苯和丁基溶纖劑乙酸酯(butylcellosolve acetate)的混合液組成的顯影液(Tokyo Ohka Co.提供的BMRC-3)顯影，以溶解未曝光的部分，由此，被曝光而硬化了的部分被當(dāng)作第二液體的液體通道16的壁留下。殘留在元件基片1上的殘?jiān)ㄟ^(guò)在氧等離子體磨光(灰化)設(shè)備(由Alcantec Co.提供的MAS-800)中處理約90秒就被移走。接下來(lái)，在150℃下，采用光強(qiáng)為100mJ/cm2的紫外光輻射2小時(shí)，以使上述曝光部分完全硬化。
上述方法能夠以準(zhǔn)確的方式，在多個(gè)與硅墊片分開(kāi)的加熱板(元件基片1)上均勻地制備第二液體的液體通道。用帶有厚度為0.05mm的鉆石刀片的切割機(jī)(由Tokyo Seimitsu Co.提供的AWD-4000)，把硅基片切割分成各自的加熱板1。用粘接材料(Toray Co.提供的SE4400)把已分開(kāi)的加熱板固定在鋁基板70上(參看圖24)。然后，用直徑為0.05mm的鋁導(dǎo)線(未示出)將加熱板1同先粘結(jié)到鋁基板70上的印刷電路板71相連接。
然后，在這樣獲得的加熱板1上，用上面提到的方法調(diào)整并粘結(jié)溝槽件50的粘結(jié)件和隔壁30。更準(zhǔn)確地說(shuō)，在用彈簧78將帶有隔壁30和加熱板1的溝槽件調(diào)整并固定后，通過(guò)將墨液/生泡液體的供應(yīng)件80粘結(jié)在鋁基板70上，該墨液/生泡液體的供應(yīng)件80也被固定，用硅粘合劑(Toshiba Silicone Co.提供的TSE399)把鋁導(dǎo)線當(dāng)中的和溝槽件50之間的以及加熱板1與墨液/生泡液體的供應(yīng)件80之間的間隙密封。
用上述方法制備第二液體的液體通道可獲得具有令人滿意的精度的液體通道，對(duì)于每塊加熱板上的加熱器而言不存在位置偏差。溝槽件50和隔壁30的預(yù)先粘結(jié)能夠提高第一液體的液體通道14與可動(dòng)構(gòu)件31之間的位置精度。
這種高精度的制造方法穩(wěn)定了噴液并提高了打印質(zhì)量。此外，在墊片上的集中制造使得能夠大批量、低成本地制造。
在本例中，第二液體的液體通道是利用可在紫外線照射下硬化的干式膠片來(lái)制備的，但它們也可以通過(guò)疊層和硬化在紫外線區(qū)域中(特別是在248nm附近)具有吸收波段的樹(shù)脂、并利用激發(fā)物激光在構(gòu)成第二液體的液體通道的區(qū)域中直接消除該樹(shù)脂來(lái)制備。
圖30A至圖30D是表示本發(fā)明的噴液頭的制備方法的第二實(shí)施例的示意性橫截面圖。
在本實(shí)施例中，如圖30A所示，將一層厚度為15μm的感光性樹(shù)脂以第二液體的液體通道的圖案涂敷(pattern)在不銹鋼基片100上。
然后，如圖30B所示，該基片100經(jīng)電鍍?cè)黾恿艘粚雍穸葹?5μm的鎳涂層102。該電鍍電解液含有氨基磺酸鎳、應(yīng)力減小劑(World Metal Co.提供的Zero-all)、抗縮孔(抗凹陷)劑(World Metal Co.提供的NP-APS)和氯化鎳。通過(guò)把電極安裝在正極、把有圖案的基片100安裝在負(fù)極、在電鍍槽的溫度為50℃、電流強(qiáng)度為5A/cm2的條件下來(lái)完成電鍍。
然后，如圖30C所示，基片100在完成電鍍后要經(jīng)超聲振動(dòng)，由此使鎳涂層102在第二液體的液體通道的區(qū)域中從基片100上剝落。
另一方面，與上述實(shí)施例一樣，用與在半導(dǎo)體儀器制造中所使用的設(shè)備相同的制造設(shè)備，把支承電熱轉(zhuǎn)換元件的加熱器板安裝在硅墊片上，并用切割機(jī)把該墊片分成各自的加熱板。該加熱板1被粘結(jié)在事先已固定有印刷電路板的鋁基板70上，并且通過(guò)鋁導(dǎo)線(未示出)與該印刷電路板進(jìn)行電連接。在處于這種狀態(tài)的加熱板上，承擔(dān)前一步驟中所制備的第二液體的液體通道的鎳涂層102被調(diào)整并固定，如圖30D所示。同前面第一實(shí)施例一樣，由于在后續(xù)的步驟中用彈簧固定蓋板和隔壁，所以這樣的固定僅需要達(dá)到在蓋板粘結(jié)處不引起位移的程度。
在這個(gè)例子中，在紫外線輻射設(shè)備中用100mJ/cm2的紫外線輻射約3秒鐘之后，通過(guò)涂敷紫外線定型粘結(jié)材料(由Grace Japan Co.提供的AmiconUV-300)這種粘結(jié)材料，可實(shí)現(xiàn)上述的調(diào)整和固定。
此例的方法能提供耐堿性液體的高可靠性噴液頭，這是因?yàn)橐后w通道壁由鎳制造，此外，高精度的第二液體的液體通道的制備相對(duì)于生熱元件2沒(méi)有位置偏差。
圖31A至圖31D是表示本發(fā)明的噴液頭的制備方法的第三實(shí)施例的示意性橫截面圖。
在這個(gè)實(shí)施例中，將感光性樹(shù)脂1030(Tokyo Ohka Co.提供的PMERP-AP900)涂敷在15μm厚的不銹鋼基片100的兩面上，所說(shuō)的不銹鋼基片100上具有定位孔或記號(hào)100a，如圖31A所示。
然后，如圖31B所示，使用曝光設(shè)備(由Canon K.K.提供的MPA-600)，利用基片100上的定位孔100a，用800mJ/cm2的曝光量進(jìn)行曝光，以在要形成第二液體的液體通道的區(qū)域中把感光性樹(shù)脂1030除去。
然后，如圖31C所示，將兩面按圖案涂有抗蝕劑的基片100浸入到腐蝕槽(氯化鐵或氯化銅的水溶液)中以浸蝕掉未涂有抗蝕劑的部分，然后剝離該抗蝕劑。
然后，如圖31D所示，將經(jīng)浸蝕的基片100按與前面實(shí)施例相同的方法進(jìn)行調(diào)整而使其固定在加熱板1上，以獲得具有第二液體的液體通道16的噴液頭。
本實(shí)施例的方法能以相對(duì)于生熱元件沒(méi)有位置偏差的高精度方式制成第二液體的液體通道16，并且由于該液體通道是用不銹鋼制成的，所以能夠提供耐酸性液體和耐堿性液體的高可靠性的噴液頭。
如上所述，本實(shí)施例的方法通過(guò)在元件基片100上預(yù)先制成壁，能夠使電熱轉(zhuǎn)換元件和第二液體的液體通道高精度地定位。此外，由于可在墊片切割之前在多個(gè)元件基片上同時(shí)制備第二液體的液體通道，所以可大批量、低成本地制備噴液頭。
此外，用本實(shí)施例的制備方法制備的噴液頭能有效地接收液泡的壓力，所述液泡是通過(guò)電熱轉(zhuǎn)換元件的生熱而產(chǎn)生的，由于生熱元件2和第二液體的液體通道被高精度地對(duì)準(zhǔn)，所以由此提供了優(yōu)異的噴射效率。
圖32是利用本發(fā)明的噴液方法和本發(fā)明的噴液頭進(jìn)行噴墨打印的整個(gè)裝置的方塊圖。
記錄裝置從主機(jī)300接收作為控制信號(hào)的打印信息。該打印信息暫時(shí)存儲(chǔ)在該裝置的輸入接口301中，并同時(shí)被轉(zhuǎn)換成能在該裝置中處理的數(shù)據(jù)，而這樣的數(shù)據(jù)被提供給CPU302，所說(shuō)的CPU302還用作噴液頭驅(qū)動(dòng)信號(hào)的供應(yīng)裝置。根據(jù)存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器ROM303中的控制程序并利用象隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM304這樣的外部設(shè)備，CPU302處理這樣的輸入數(shù)據(jù)，這樣就把該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成打印數(shù)據(jù)(圖象數(shù)據(jù))。
為了在打印紙上的適當(dāng)位置打印圖象數(shù)據(jù)，CPU302還提供用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，以與圖象數(shù)據(jù)同步地移動(dòng)打印紙和打印頭。圖象數(shù)據(jù)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)打印頭驅(qū)動(dòng)器307和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器305分別提供給打印頭200和驅(qū)動(dòng)電機(jī)306，這樣它們?cè)谒刂频臅r(shí)刻被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生圖象。
下面列舉在這樣的打印裝置中能用的并能接收象墨液這樣的液體的打印介質(zhì)，例如，各種紙張、OHP板材、在致密盤(pán)或調(diào)色板中用的塑料、紡織品、象鋁或銅之類的金屬、象牛皮、豬皮或人造革之類的皮革、木材、膠合板、竹材、象瓦片之類的陶瓷材料和象海棉之類的三維結(jié)構(gòu)材料。
此外，上述的打印裝置包括在各種紙張和OHP板材上進(jìn)行打印的打印機(jī)、在致密盤(pán)之類的塑料上進(jìn)行打印的裝置、在金屬材料上進(jìn)行打印的裝置、在皮革材料上進(jìn)行打印的裝置、在陶瓷材料上進(jìn)行打印的裝置、在海棉之類的三維結(jié)構(gòu)的泡沫材料上進(jìn)行打印的裝置和在紡織品上進(jìn)行打印的裝置。
可根據(jù)相應(yīng)的打印介質(zhì)和打印條件來(lái)選擇在這樣的噴液設(shè)備中所采用的噴射液體。
打印系統(tǒng)下面將闡述用本發(fā)明的噴液頭在打印介質(zhì)上進(jìn)行打印的噴墨打印系統(tǒng)的例子。
圖33是表示采用了本發(fā)明的上述噴液頭201a-201d的噴墨打印系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖，所說(shuō)的這些噴液頭為整行型(full-line type)打印頭，它們具有在與打印介質(zhì)150的可打印寬度相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度上、以360dpi的間距相間隔的多個(gè)噴射口，這樣在打印介質(zhì)的打印區(qū)域的整個(gè)寬度上(在Y方向上)具有噴射口，并且，分別為黃色(Y)、品紅色(M)、青色(C)和黑色(BK)的四個(gè)打印頭201a-201d由支架202在X方向上以預(yù)定的間隔支承。
這些打印頭201a-201d從構(gòu)成驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)裝置的打印頭驅(qū)動(dòng)器307接收信號(hào)，并且被這些信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
打印頭201a-201d從墨液腔室204a-204d接收黃色(Y)墨液、品紅色(M)墨液、青色(C)墨液和黑色(BK)墨液作為噴射液體。生泡液體腔室204e容納生泡液體并向打印頭201a-201d提供生泡液體。
在打印頭201a-201d的下方安裝有打印頭蓋203a-203d，這些打印頭蓋中安裝有海棉之類的吸墨材料，這些打印頭蓋用于在停止打印作業(yè)進(jìn)行維修時(shí)覆蓋打印頭201a-201d的噴射口。
傳送帶206構(gòu)成了傳輸打印介質(zhì)的傳輸裝置。傳送帶通過(guò)各種輥?zhàn)佣３衷陬A(yù)定的通道上，并由連接到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器305上的驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)域?qū)動(dòng)。
本實(shí)施例中的噴墨打印系統(tǒng)在打印介質(zhì)的傳送通道的上游和下游處分別安裝有用于在打印前后對(duì)打印介質(zhì)進(jìn)行各種處理的預(yù)處理裝置251和后處理裝置252。
這樣的預(yù)處理裝置和后處理裝置根據(jù)打印介質(zhì)的種類和墨液的種類而變化。例如，對(duì)于金屬、塑料和陶瓷來(lái)說(shuō)，墨液的粘合力能通過(guò)由紫外線和臭氧的輻射進(jìn)行的表面活化而得到改善。此外在容易產(chǎn)生靜電的材料(例如塑料)中，塵土容易沉積在上面，并會(huì)防礙獲得滿意的打印作業(yè)。因此最好用離子發(fā)生器作為預(yù)處理裝置來(lái)減少打印介質(zhì)的靜電，以避免塵土沉積。在對(duì)織物進(jìn)行印刷時(shí)，為了防止弄臟織物和改善其可染色性，可應(yīng)用一種從堿性物質(zhì)、水溶性物質(zhì)、合成聚合物、水溶性金屬鹽、尿素和硫脲中選出的物質(zhì)對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理。所說(shuō)的預(yù)處理不局限于上述這些，還可以包括使打印介質(zhì)保持在適于打印的溫度下的處理。
另一方面，后處理例如可以是進(jìn)行定影處理和清洗預(yù)處理過(guò)程中所用的殘留在打印介質(zhì)上的未反應(yīng)的物質(zhì)，所說(shuō)的定影過(guò)程通過(guò)加熱處理或紫外線輻射來(lái)加速定影。
權(quán)利要求
1.一種噴液頭，包括一個(gè)溝槽件，其上具有多個(gè)用于噴射液體的噴射口、多個(gè)分別構(gòu)成與所說(shuō)的噴射口直接連通的第一液體通道的溝槽、及一個(gè)用于構(gòu)成與所說(shuō)的多個(gè)溝槽相連通并向所說(shuō)的第一液體通道提供液體的第一公共液體腔室的凹槽；多個(gè)元件基片，每個(gè)元件基片包括多個(gè)通過(guò)對(duì)液體加熱而在液體中產(chǎn)生液泡的生熱元件和與所說(shuō)的每一生熱元件相對(duì)應(yīng)的第二液體通道的壁，它們沿所說(shuō)溝槽件的噴射口的排列方向排列；一個(gè)位于所說(shuō)的元件基片和所說(shuō)的溝槽件之間的隔壁，它在分別與所說(shuō)的生熱元件相對(duì)置的位置中包括多個(gè)可動(dòng)構(gòu)件，所說(shuō)的可動(dòng)構(gòu)件借助于所說(shuō)液泡所產(chǎn)生的壓力，分別朝著所說(shuō)的第一液體通道位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的噴射口的數(shù)目為500或更大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的噴射口沿著打印介質(zhì)的寬度方向布置在打印區(qū)域的整個(gè)寬度上，所說(shuō)的打印介質(zhì)的寬度方向與打印介質(zhì)的傳輸方向相垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的隔壁由在整個(gè)所說(shuō)的元件基片上伸展的單一材料組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的隔壁是分別對(duì)應(yīng)于所說(shuō)的多個(gè)元件基片以多個(gè)單元設(shè)置的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的隔壁是以多個(gè)單元設(shè)置的，每個(gè)單元搭接兩個(gè)相鄰的元件基片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于還包括一個(gè)基板，所說(shuō)的元件基片聯(lián)接在該基板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的可動(dòng)構(gòu)件的自由端位于所說(shuō)的生熱元件的區(qū)域中心的下游側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的溝槽件進(jìn)一步包括用于把液體引入到所說(shuō)的第一公共液體腔室中的第一供應(yīng)通道和用于把液體引入到所說(shuō)的第二公共液體腔室中的第二供應(yīng)通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的第二供應(yīng)通道被設(shè)置成多個(gè)單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的第一供應(yīng)通道與第二供應(yīng)通道的橫斷面之比正比于各自液體的供應(yīng)量之比。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的第二供應(yīng)通道適用于穿過(guò)所說(shuō)的隔壁向第二公共液體腔室提供液體。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，提供給所說(shuō)的第一液體通道的液體與提供給所說(shuō)的第二液體通道的液體相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，提供給所說(shuō)的第一液體通道的液體與提供給所說(shuō)的第二液體通道的液體不同。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的噴液頭，其特征在于，提供給所說(shuō)的第二液體通道的液體與提供給所說(shuō)的第一液體通道的液體相比較，至少在較低粘度、生泡性能和熱穩(wěn)定性這幾方面中的一方面有優(yōu)勢(shì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的生熱元件是一種電熱轉(zhuǎn)換元件，它具有一個(gè)能夠通過(guò)接收電信號(hào)而產(chǎn)生熱的生熱電阻件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的電熱轉(zhuǎn)換元件包括在所說(shuō)的生熱電阻件上的保護(hù)膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的元件基片上設(shè)置有用于把電信號(hào)傳送給所說(shuō)的電熱轉(zhuǎn)換元件的電線和用于有選擇地向所說(shuō)的電熱轉(zhuǎn)換元件提供電信號(hào)的功能元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的第二液體通道在產(chǎn)生所述液泡的區(qū)段或在裝有所說(shuō)的生熱元件的區(qū)段具有一種形如腔室的形狀。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，所說(shuō)的第二液體通道包括一段位于生泡區(qū)域或生熱元件的上游側(cè)的縮頸部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，從所說(shuō)的生熱元件的表面到所說(shuō)的可動(dòng)構(gòu)件的距離是30μm或更小。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，其特征在于，從所說(shuō)的噴射口噴出的液體是墨液。
23.一種噴液設(shè)備，包括一個(gè)如權(quán)利要求1所述的噴液頭；用于提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)以引起所說(shuō)的噴液頭噴射液體的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)裝置。
24.一種噴液設(shè)備，包括一個(gè)如權(quán)利要求1所述的噴液頭；用于傳送打印介質(zhì)的打印介質(zhì)傳送裝置，所說(shuō)的打印介質(zhì)接收從所說(shuō)的噴液頭噴出的液體。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的噴液設(shè)備，它通過(guò)從所說(shuō)的噴液頭噴射墨液并使所說(shuō)的墨液沉積在打印紙上而進(jìn)行打印。
26.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的噴液設(shè)備，它通過(guò)從所說(shuō)的噴液頭噴射打印液體并使所說(shuō)的打印液體沉積在織物上而進(jìn)行打印。
27.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的噴液設(shè)備，它通過(guò)從所說(shuō)的噴液頭噴射打印液體并使所說(shuō)的打印液體沉積在塑料上而進(jìn)行打印。
28.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的噴液設(shè)備，它通過(guò)從所說(shuō)的噴液頭噴射打印液體并使所說(shuō)的打印液體沉積在金屬上而進(jìn)行打印。
29.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的噴液設(shè)備，它通過(guò)從所說(shuō)的噴液頭噴射打印液體并使所說(shuō)的打印液體沉積在木料上而進(jìn)行打印。
30.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的噴液設(shè)備，它通過(guò)從所說(shuō)的噴液頭噴射打印液體并使所說(shuō)的打印液體沉積在皮革上而進(jìn)行打印。
31.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的噴液設(shè)備，它通過(guò)從所說(shuō)的噴液頭噴射多色打印液體并使所說(shuō)的多色打印液體沉積在打印介質(zhì)上而進(jìn)行彩色打印。
32.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的噴液設(shè)備，其特征在于，多個(gè)所說(shuō)的噴射口排列在打印介質(zhì)的可打印區(qū)域的整個(gè)寬度上。
33.一種打印系統(tǒng)，包括一個(gè)如權(quán)利要求23或24所述的噴液設(shè)備；一個(gè)用于在打印后加速所述液體在打印介質(zhì)上定影的后處理裝置。
34.一種打印系統(tǒng)，包括一個(gè)如權(quán)利要求23或24所述的噴液設(shè)備；一個(gè)用于在打印前提高所述液體在打印介質(zhì)上的定影能力的預(yù)處理裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液頭，通過(guò)至少在所述多個(gè)基片之間的邊緣區(qū)域中改變從下列一組條件中選擇出的至少一個(gè)條件，能夠在噴射頭中的整個(gè)噴射口中實(shí)現(xiàn)均勻的噴射特性分布，所說(shuō)的一組條件包括至少是用于產(chǎn)生所說(shuō)的液泡的生熱元件的數(shù)量、尺寸和位置之一；至少是所說(shuō)的可動(dòng)構(gòu)件的尺寸和位置之一；所述噴射口的尺寸；至少是所述液體流經(jīng)的第一液體通道或第二液體通道的尺寸和形狀之一。
全文摘要
一種噴液頭,包括:一個(gè)具有多個(gè)噴射液體的噴射口的溝槽件,多個(gè)分別構(gòu)成與噴射口直接連通的第一液體通道的溝槽和一個(gè)構(gòu)成與多個(gè)溝槽相連通并向第一液體通道提供液體的第一公共液體腔室的凹槽;多個(gè)元件基片,每個(gè)基片包括多個(gè)通過(guò)對(duì)液體加熱而在液體中產(chǎn)生液泡的生熱元件和與每一生熱元件相對(duì)應(yīng)的第二液體通道的壁,它們沿溝槽件的噴射口的排列方向排列;位于元件基片和溝槽件之間的隔壁,它在與生熱元件相對(duì)置的位置中包括多個(gè)可動(dòng)構(gòu)件,可動(dòng)構(gòu)件借助于液泡產(chǎn)生的壓力,朝著第一液體通道位移。
文檔編號(hào)B41J2/16GK1178167SQ971179
公開(kāi)日1998年4月8日 申請(qǐng)日期1997年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月7日
發(fā)明者工藤清光, 杉谷博志, 青野清美, 石永博之, 堅(jiān)野俊雄, 吉平文, 淺川佳惠 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社