專利名稱：液體噴射頭和液體噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種用于噴墨打印機(jī)噴射頭或類似物的熱系統(tǒng)噴墨頭，以及一種例如包含所述噴墨頭的噴墨打印機(jī)的噴墨裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)具有極小噴射非均勻性的液體供應(yīng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為一種用于液體噴射裝置例如噴墨打印機(jī)中的液體噴射頭的示例，具有已知的利用所產(chǎn)生的氣泡的膨脹和收縮的熱系統(tǒng)。
在這種熱系統(tǒng)中，加熱器元件被設(shè)置在半導(dǎo)體基底上，氣泡在液體腔的液體中通過這些加熱器元件產(chǎn)生，并且液體以液滴的形式從設(shè)置在加熱器元件上的噴嘴中噴出并撞擊在記錄介質(zhì)或類似物上。
圖13是示出了依據(jù)相關(guān)技術(shù)的這種類型的液體噴射頭1(在下文中，簡稱為“噴射頭1”)的外部透視圖。在圖13中，設(shè)置在柵隔層3上的噴嘴板17以分解圖的形式示出。
圖14是示出了圖1中所示的噴射頭1的通道結(jié)構(gòu)的剖視圖。應(yīng)該指出的是應(yīng)用在液體噴射裝置的這種類型的通道結(jié)構(gòu)已在例如日本待審專利申請公開No.2003-136737中公開。
在圖13和14中，多個(gè)加熱器元件12設(shè)置在半導(dǎo)體基底11上。此外，柵隔層3和噴嘴板(噴嘴層)17按序?qū)盈B在半導(dǎo)體基底11上。在此處，在半導(dǎo)體基底11上形成加熱器元件12并帶有在加熱器元件12上方形成的柵隔層3的組件被稱為噴射頭片1a。此外，帶有形成在噴射頭片1a上的噴嘴18(噴嘴板17)組件被稱為噴射頭1。
噴嘴板17具有的噴嘴18被布置成噴嘴(用來噴射液滴的孔)18位于各自的加熱器元件12上。另外，設(shè)置在半導(dǎo)體基底11上的柵隔層3介于加熱器元件12和噴嘴18之間，從而在加熱器元件12之上和噴嘴18之間的部分形成了液體腔3a。
如圖13所示，柵隔層3以大體梳齒狀的結(jié)構(gòu)形成，以致于可以包圍每個(gè)加熱器元件12的三個(gè)側(cè)面，從而形成僅有一側(cè)開放的液體腔3a。該開放的部分形成了單獨(dú)通道3d，其與共用通道23相通。
另外，加熱器元件12鄰近半導(dǎo)體基底11的一側(cè)排列。而且，在圖14中， 隔片D設(shè)置在半導(dǎo)體基底11(噴射頭片1a)的左側(cè)，從而共用通道23通過半導(dǎo)體基底11(噴射頭片1a)的一個(gè)側(cè)面和隔片D的一個(gè)側(cè)面形成。應(yīng)該指出，只要可以形成共用通道23，可以用任何部件來代替隔片D。
此外，如圖14所示，通道板22被設(shè)置在與設(shè)置加熱器元件12的表面相對的半導(dǎo)體基底11的表面上。如圖14所示，供墨口22a和供應(yīng)通道(共用通道)24形成于通道板22上，供應(yīng)通道24具有大致凹陷的截面形狀，從而與供墨口22a相通。供應(yīng)通道24和共用通道23相通。
于是，墨水從供墨口22a供給到供應(yīng)通道24和共用通道23，通過單獨(dú)通道3d進(jìn)入液體腔3a。然后，當(dāng)加熱器元件12加熱時(shí)，在液體腔3a中的加熱器元件12上產(chǎn)生氣泡。在氣泡產(chǎn)生時(shí)施加的漂浮力(flight force)使得液體腔3a中的部分液體以液滴(墨滴)的形式從噴嘴18中噴出。
應(yīng)該指出，在圖13和14中，為了便于理解，將各個(gè)組件的形狀夸大示出，而忽略了其實(shí)際的形狀。例如半導(dǎo)體基底11的厚度為約600到650μm，噴嘴板17或柵隔層3的厚度為大約10到20μm。
另外，制造上述的噴射頭1的方法的例子包括第一種方法(基片固定法(chip mount)，其中通過半導(dǎo)體工藝制造的噴射頭片1a被粘在通過單獨(dú)的工藝制造的噴嘴板17上；和第二種方法(在基片噴嘴上OCN)，其中噴嘴18的部分也在半導(dǎo)體基底11上整體成形。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)通過第一種方法制造根據(jù)相關(guān)技術(shù)的上述的噴射頭1時(shí)，具體地，噴射頭片1a和噴嘴板17分別單獨(dú)制造，然后在微米級別進(jìn)行位置排列或粘附操作，接著進(jìn)行加熱和加壓步驟。因此，需要非常精確的加工控制。在多個(gè)噴射頭片1a根據(jù)記錄介質(zhì)的寬度并排設(shè)置在噴嘴板17上形成行式噴射頭的情況下，特別地，在制造過程中一點(diǎn)輕微的變化都會(huì)導(dǎo)致每一個(gè)噴射頭片1a的基本性能的改變，其同樣也會(huì)表現(xiàn)自身圖像質(zhì)量的下降。
在這種關(guān)系中，一種噴射頭片是公知的，在這種噴射頭片的中心部分設(shè)置有用來供墨的通孔并使得沿著噴射頭片的縱向延伸，而且加熱器元件、液體腔和噴嘴被沿著通孔方向排列在通孔的兩側(cè)。
一種經(jīng)驗(yàn)性的事實(shí)是，在具有上述結(jié)構(gòu)的噴射頭的情況下，與加熱器元件12排列在半導(dǎo)體基底11的末端的噴射頭相比，如圖13和14所示的噴射頭1，通過基片固定法(chip mount)而設(shè)置的噴射頭片間的特性改變減少。
然而，以上提到的結(jié)構(gòu)存在以下問題。
(1)噴射頭片結(jié)構(gòu)的尺寸在寬度方向上變成大約為原來的兩倍。
(2)為了在噴射頭片的中心部位形成通孔必須引進(jìn)特殊的半導(dǎo)體加工工藝。
(3)費(fèi)用增加，產(chǎn)量降低。
當(dāng)使用上述第二種方法制造噴射頭時(shí)，由于基片固定導(dǎo)致的性能變化的問題不會(huì)發(fā)生。然而，當(dāng)形成行式噴射頭(line head)時(shí)，仍然存在一些問題，例如將大量的噴射頭片固定在大支架上的工藝，保證噴射頭片間的連接精度的需求，以及向所有噴射頭片均勻供應(yīng)液體是困難的。因此，使用第二種方法沒有解決與行式噴射頭制造相關(guān)的問題。
鑒于這些問題，希望提供一種通道結(jié)構(gòu)，其可以減少由于制造差異而導(dǎo)致的噴射頭片之間性能的變化，并將氣泡產(chǎn)生的可能性降至極低的水平。
本發(fā)明通過以下方法來解決上述的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一個(gè)液體噴射頭，該液體噴射頭包括多個(gè)排列在基底平面區(qū)域內(nèi)的液體噴射部分，每個(gè)液體噴射部分包括容納待噴射液體的液體腔；設(shè)置在液體腔中的加熱器元件，當(dāng)加熱器元件加熱時(shí)在液體腔的液體中產(chǎn)生氣泡；以及相應(yīng)于由于加熱器元件的氣泡產(chǎn)生，用于噴出液體腔中液體的噴嘴。當(dāng)從多個(gè)加熱器元件的一端數(shù)起時(shí)，位于第M個(gè)位置(M是奇數(shù)或偶數(shù))的加熱器元件的中心被設(shè)置在沿著加熱器元件排列方向延伸的直線L1上或者在其附近，并且當(dāng)從多個(gè)加熱器元件的該一端數(shù)起時(shí)，位于第N個(gè)位置(當(dāng)M是奇數(shù)時(shí)N是偶數(shù)，當(dāng)M是偶數(shù)時(shí)N是奇數(shù))的加熱器元件的中心被設(shè)置在直線L2上或其附近，直線L2與直線L1平行，并與直線L1間隔δ(δ是大于0的實(shí)數(shù))。在平面圖中，液體腔大致形成一種凹陷的結(jié)構(gòu)從而可以包圍加熱器元件的三個(gè)側(cè)面。多個(gè)加熱器元件在直線L1和直線L2的方向上以恒定的間距P排列。包圍排列在直線L1上或在其附近的加熱器元件的液體腔，和包圍排列在直線L2上或在其附近的加熱器元件的液體腔被設(shè)置成它們的開口部分彼此相對。在排列在直線L1上或其附近并彼此間隔2P的液體腔之間，和排列在直線L2上或其附近并彼此間隔2P的液體腔之間，在液體腔的排列方向上，至少其中之一要形成間隙Wx(Wx是大于0的實(shí)數(shù))。排列在直線L1上或其附近的液體腔和排列在直線L2上或其附近的液體腔之間，在垂直于液體腔排列方向的方向上，形成了間隙Wy(Wy是大于0的實(shí)數(shù)，其中Wy＞W(wǎng)x)。通過間隙Wx和Wy分別形成了寬度等于間隙Wx的液體通道和寬度等于間隙Wy的液體通道。
根據(jù)以上提到的本發(fā)明的實(shí)施例，液體噴射部分排列在直線L1和L2的延伸方向上。另外，直線L1和L2布置成彼此間隔δ。此外，從一端數(shù)起時(shí)位于第M個(gè)位置的加熱器元件的中心設(shè)置在直線L1上或其附近，從一端數(shù)起時(shí)位于第N個(gè)位置的加熱器元件的中心設(shè)置在直線L2上或其附近。
另外，設(shè)置在直線L1上或其附近的液體腔和設(shè)置在直線L2上或其附近的液體腔被布置成它們的開口部分彼此相對。此外，設(shè)置在直線L1上或其附近的液體腔和設(shè)置在直線L2上或其附近的液體腔之間形成的間隙Wy形成了寬度等于間隙Wy的通道(與以下實(shí)施例的描述中的第二共用通道23b相一致)。另一方面，位于直線L1和直線L2或在它們附近中的至少一個(gè)的液體腔之間形成的間隙Wx(在此，Wx＜Wy)形成了寬度等于間隙Wx的通道(與以下實(shí)施例的描述中的第一共用通道23a相一致)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，液體均勻供應(yīng)給每個(gè)液體腔。另外，可以使噴射速度均勻，因此可以減少在液體噴射部分之間的噴射性能的改變。另外，由于為每個(gè)液體腔供應(yīng)液體很容易，氣泡問題的發(fā)生得到抑制，且即使氣泡問題發(fā)生，也可以很容易地進(jìn)行自我復(fù)原。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的行式噴射頭的外部透視圖；圖2是示出了一個(gè)噴射頭片列的平面視圖；圖3是示出了根據(jù)所述實(shí)施例的噴射頭片結(jié)構(gòu)的平面視圖；圖4是噴射頭片的另一個(gè)實(shí)施例的平面視圖，顯示了圖3所示實(shí)施例的變形；圖5是噴射頭片的另一個(gè)實(shí)施例的平面視圖，示出了圖3所示實(shí)施例的變形；圖6是噴射頭片的另一個(gè)實(shí)施例的視圖；
圖7A到7D是示意性示出各種類型的噴射頭片如何提供液體的圖解；圖8是顯示液體噴射方向的圖解；圖9A和9B是示出對開(half-split)加熱器元件12之間在液體中的氣泡產(chǎn)生時(shí)間差和液體噴射角之間關(guān)系的曲線圖，圖9C示出了表示在對開加熱器元件12之間的偏轉(zhuǎn)電流和液體撞擊位置處的移動(dòng)量之間的關(guān)系的實(shí)際測量數(shù)據(jù)。
圖10是示出根據(jù)所述實(shí)施例的包含噴射方向偏轉(zhuǎn)裝置的電路的圖解；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明示例中的半導(dǎo)體工藝過程的部分掩模圖的圖解；圖12是示出所述示例的噴射速度測量結(jié)果的圖解；圖13是示出依據(jù)相關(guān)技術(shù)的液體噴射頭的外部透視圖；和圖14是示出圖13中所示的噴射頭的通道結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖等進(jìn)行描述本發(fā)明的實(shí)施例。
在此實(shí)施例中，依據(jù)本發(fā)明的液體噴射裝置是噴墨打印機(jī)(熱式彩色行式打印機(jī)在下文中簡稱為“打印機(jī)”)，且液體噴射頭是行式噴射頭10。
應(yīng)該指出的是，在此說明書中，包括一個(gè)液體腔13a、設(shè)置在所述液體腔13a中的加熱器元件12(在此實(shí)施例中，具體地說，被分為兩部分，如后面所述)和噴嘴18的部分被稱為“液體噴射部分”。也就是說，行式噴射頭10(液體噴射頭)指的是多列液體噴射部分。另外，配置有噴嘴18(噴嘴板17)的噴射頭片19被稱為“液體噴射頭”。
圖1是表示依據(jù)該實(shí)施例的行式噴射頭10的外部透視圖。行式噴射頭10通過并排設(shè)置四個(gè)噴射頭片19的列可以成形為四色噴射頭，所述每列都具有與A4尺寸記錄介質(zhì)寬度相等的并排成一行的噴射頭片19，每個(gè)噴射頭片19的列對應(yīng)于Y(黃色)、M(品紅色)、C(青色)和K(黑色)。
另外，行式噴射頭10片可以通過一個(gè)挨一個(gè)地并排設(shè)置多個(gè)噴射頭片19，并將這些噴射頭片19的下部粘附在單個(gè)噴嘴板17(噴嘴層)上而形成。在此，形成在噴嘴板17上的各個(gè)噴嘴18和形成在噴射頭片19中的各個(gè)加熱器元件12彼此相互對應(yīng)地設(shè)置。
噴射頭支架16是用來支撐噴嘴板17的支撐部件，并具有與噴嘴板1 7相對應(yīng)的尺寸。另外，每個(gè)容納空間16a的長度與A4尺寸的橫向?qū)挾?大約21cm)一致。
四個(gè)噴射頭片19的列中的每一個(gè)都被設(shè)置在噴射頭支架16的每一個(gè)容納空間16a中。另外，每個(gè)容納不同顏色的液體(墨水)的墨水盒都被安裝在噴射頭片19的背面并位于用于每一列的噴射頭支架16的容納空間16a中。不同顏色的液體被這樣供應(yīng)到各自的容納空間16a中，即供給各自的噴射頭片19列。
圖2是示出一個(gè)噴射頭片19的列的平面圖。應(yīng)該指出在圖2中，噴射頭片19和噴嘴18以重疊的方式被顯示。
各個(gè)噴射頭片19以交錯(cuò)的形式設(shè)置，也就是，以這種方式即相鄰噴射頭片19的方向彼此相差180度。另外，如圖2所示，為所有噴射頭片19供應(yīng)液體的共用通道23形成在第(N-1)和第(N+1)個(gè)噴射頭片19與第N和第(N+2)個(gè)噴射頭片19之間。
另外，如圖2所示，各個(gè)噴嘴18之間的間隔都相等，包括噴嘴18以交錯(cuò)方式彼此相鄰布置的部分在內(nèi)。
如上所述的行式噴射頭10靜止保持在打印機(jī)主體之內(nèi)。記錄介質(zhì)與如此靜止保持的行式噴射頭10相對移動(dòng)，同時(shí)在記錄介質(zhì)的表面(液體撞擊表面)和行式噴射頭10的液體噴射表面(噴嘴板17的表面)之間保持預(yù)定的間隙。在這種相對運(yùn)動(dòng)過程中當(dāng)液體從噴射頭片19的每個(gè)噴嘴18中噴出時(shí)，圓點(diǎn)排列在記錄介質(zhì)上，從而實(shí)現(xiàn)字符、圖像等的彩色打印。
接著，將進(jìn)一步詳細(xì)描述依據(jù)本實(shí)施例的噴射頭片19。噴射頭片19與依據(jù)相關(guān)技術(shù)的噴射頭片1a的相同之處在于多個(gè)加熱器元件12排列在半導(dǎo)體基底11上。然而，噴射頭片19與噴射頭片1a在加熱器元件12的排列方式、液體腔13a的結(jié)構(gòu)上等方面是不同的。
圖3是示出根據(jù)本實(shí)施例的噴射頭片19的結(jié)構(gòu)的平面視圖。
如相關(guān)技術(shù)中一樣，多個(gè)加熱器元件12排列在半導(dǎo)體基底11上。在此，一些加熱器元件12(圖3中的n，n+2，n+4，n+6等)的中心被設(shè)置成使其位于(想象地)直線L1上。另一方面，其它加熱器元件(圖3中的n+1，n+3，n+5等)的中心被設(shè)置以使其位于(想象地)直線L2上。
另外，直線L1和L2相互平行并彼此以間隔δ(δ是大于0的實(shí)數(shù))的距離分開。另外，盡管圖3中沒有示出，直線L1和直線L2沿噴射頭片19(半導(dǎo)體基底11)的縱向與外邊界(圖3中的下側(cè))靠近，以使其與外邊界平行。
另外，如圖2所示，在以上所述的外邊界的外側(cè)，配置有為各個(gè)液體腔13a供應(yīng)液體的共用通道23，以使其沿著以上所述的噴射頭片19(半導(dǎo)體基底11)的外邊界延伸。應(yīng)該指出的是，與根據(jù)圖13所述的相關(guān)技術(shù)中的共用通道23相似，共用通道23是由半導(dǎo)體基底11的側(cè)面和例如隔片D形成，所述半導(dǎo)體基底11的側(cè)面與形成加熱器元件12的表面相鄰。
相應(yīng)地，直線L1和直線L2與共用通道23(以上所述的半導(dǎo)體基底11的外邊界)平行并且被設(shè)置為使其位于共用通道23的一側(cè)。
在多個(gè)加熱器元件12中，當(dāng)從多個(gè)加熱器元件的一端數(shù)起時(shí)，位于第M個(gè)位置(M是奇數(shù)或偶數(shù))的加熱器元件12的中心被設(shè)置在沿著加熱器元件12的排列方向延伸的直線L1上。另外，當(dāng)從多個(gè)加熱器元件的一端數(shù)起時(shí)，位于第N個(gè)位置(當(dāng)M是奇數(shù)時(shí)N是偶數(shù)，當(dāng)M是偶數(shù)時(shí)N是奇數(shù))的加熱器元件12的中心被設(shè)置在直線L2上。即，加熱器元件12以所謂交錯(cuò)方式交替地設(shè)置在直線L1和直線L2上。
另外，直線L1上的加熱器元件12和直線L2上的加熱器元件12都以2P(2×P)的間隔距離設(shè)置。另外，設(shè)置在直線L1上的加熱器元件12相對于設(shè)置在直線L2上的與上述加熱器元件12最接近的加熱器元件12被設(shè)置以使其沿著加熱器元件12的排列方向以間距P平移。
因此，單個(gè)加熱器元件12以恒定的間距P在直線L1和直線L2的方向上排列。間距P是由行式噴射頭10的分辨率(DPI)決定的。例如，當(dāng)分辨率為600 DPI時(shí)，間距P為大約42.3(μm)。
液體腔13a設(shè)置在半導(dǎo)體基底11上并由配置在半導(dǎo)體基底11和噴嘴板17之間的一部分柵隔層13形成。在圖3所示的例子中，圖3中用于位于直線L1上的加熱器元件12的液體腔13a在平面視圖中以大致凹陷的結(jié)構(gòu)形成從而可以圍繞加熱器元件12的三個(gè)側(cè)面。液體腔13a與柵隔層13是一體的，并通過在大致凹陷的結(jié)構(gòu)中切下一部分柵隔層13形成的。因此，用于位于直線L1上的加熱器元件12的液體腔13a被配置為它們的開口部分面對直線L2一側(cè)。
相反，用于位于直線L2上的加熱器元件12的液體腔13a以大致凹陷的結(jié)構(gòu)形成從而可以圍繞加熱器元件12的三個(gè)側(cè)面，并且每個(gè)液體腔13a都是分立的并獨(dú)立于其它的液體腔13a。另外，液體腔13a被配置為它們的開口部分面對直線L1一側(cè)。
因此，圍繞直線L1上的加熱器元件12的液體腔13a和圍繞直線L2上的加熱器元件12的液體腔13a都被配置為它們各自的開口部分彼此相對。
應(yīng)該指出的是每個(gè)圍繞加熱器元件12的液體腔13a的各個(gè)部分的長度沒有被限定，只要它們大于加熱器元件12與所述液體腔13a對應(yīng)一側(cè)的長度即可。在此實(shí)施例中，液體腔13a被配置為圍繞加熱器元件12的同時(shí)在加熱器元件12的周圍留有幾個(gè)微米(μm)數(shù)量級的間隙。
另外，在每兩個(gè)設(shè)置在直線L2上并且在液體腔13a的排列方向(直線L2的方向)上彼此間隔為2P(在直線L2上的兩個(gè)相鄰液體腔13a之間)的液體腔13a之間形成間隙Wx(Wx是大于0的實(shí)數(shù))。即，在液體腔13a的排列方向上，在每個(gè)液體腔13a的兩側(cè)都形成間隙Wx。
該間隙Wx形成了第一共用通道23a(此通道具有寬度為Wx，并且通過此通道液體在垂直于直線L1和L2的方向上流動(dòng))，此通道構(gòu)成了為每個(gè)液體腔13a提供液體(墨水)的共用通道23的一部分并與共用通道23相通。
應(yīng)該指出的是，由于位于直線L1上的液體腔13a與柵隔層13a(與柵隔層13相鄰)整體成形，在直線L1上相鄰的液體腔13a之間不會(huì)形成間隙Wx。
另外，在垂直于液體腔13a的排列方向的方向上，在設(shè)置在直線L1上的每個(gè)液體腔13a的直線L2一側(cè)和設(shè)置在直線L2上的每個(gè)液體腔13a的直線L1一側(cè)之間形成了間隙Wy(Wy是大于0的實(shí)數(shù))。與以上提到的間隙Wx相似，該間隙Wy形成了第二共用通道23b(此通道具有寬度為Wy，并且通過此通道液體在沿著直線L1和L2的方向上流動(dòng))，此通道構(gòu)成了為每個(gè)液體腔13a提供液體(墨水)的共用通道23的一部分并與共用通道23相通。
關(guān)于間隙Wx和間隙Wy之間的關(guān)系，理想的為Wx＜Wy。通過以這種方式形成通道，液體可以從第二共用通道23b(不用經(jīng)過所參考的相關(guān)技術(shù)中描述的單獨(dú)通道3d)直接供給每個(gè)液體腔13a，并且為各個(gè)液體腔13a的液體供應(yīng)能力增強(qiáng)并且均勻化。這使得減少各個(gè)噴射部分之間的噴射性能的差異以及減少在各個(gè)液體噴射部分中氣泡問題的發(fā)生成為可能。
應(yīng)該指出的是，理想的關(guān)系Wx＜Wy不僅僅用于圖3所示的實(shí)施例，而且用于將在下面描述的圖4、5和6中所示的實(shí)施例中。
圖4是噴射頭片19的另一個(gè)實(shí)施例的平面視圖，其示出了圖3中所示配置的變形。在圖3所示的例子中，所有的加熱器元件12都被配置為它們的中心都準(zhǔn)確地定位于直線L1上或直線L2上。相反地，在圖4所示的例子中，一些加熱器元件12以與直線L1和直線L2具有合適的間隔被設(shè)置。在圖4中，在所有的加熱器元件12中，加熱器元件12n，12(n+4)和12(n+6)的中心都位于直線L1上。
相反地，在所有的加熱器元件12中，加熱器元件12(n+2)的中心從直線L1略微偏移。該偏移量是，例如±δ/5或更小。相似的，在直線L2一側(cè)，在所有的加熱器元件12中，加熱器元件12(n+1)和12(n+5)的中心位于直線L2上，而加熱器元件12(n+3)的中心從直線L2略微偏移。該偏移量與以上提到的相同。
如上所述，加熱器元件12的中心并不一定要精確地設(shè)置在直線L1或L2上，而是少量的偏移也是允許的。它足以使加熱器元件12在直線L1或其附近和在直線L2或其附近以交替的方式順序排列，即加熱器元件12是以交錯(cuò)方式排列的。
圖5仍然是噴射頭片19的另一個(gè)實(shí)施例的平面視圖，其顯示了圖3所示的設(shè)置方式的一種變形形式。在圖3所示的例子中，圍繞位于直線L1上的加熱器元件12的液體腔13a與柵隔層13一體成形。相反，在圖5所示的例子中，圍繞位于直線L1上的加熱器元件12的液體腔13a也是如此成形的，與包圍位于直線L2上的加熱器元件12的液體腔13a相似，每個(gè)液體腔13a是分立的并獨(dú)立于其它的液體腔13a。
因此，液體腔13a的開口部分彼此相對，該液體腔13a在平面視圖中大致以凹陷的結(jié)構(gòu)成形。根據(jù)這種設(shè)置方式，對于所有液體噴射部分，在液體噴射時(shí)相對于沖擊波的反射情況等可以做到盡可能均勻。另外，使噴嘴板17的張力分布均勻是可能的。
圖6仍是噴射頭片19的另一個(gè)實(shí)施例的視圖。應(yīng)該指出的是，在圖6中提供了圓柱形過濾器13b。在圖6所示的實(shí)施例中，在交錯(cuò)陣列的列與列之間的距離δ被設(shè)置為噴嘴間距P的 (≈1.73)倍。其原因如下所述。即，通過將位于一條直線上的彼此相鄰的噴嘴18之間的中心到中心的距離都設(shè)置為2P，即相等，相對于每個(gè)噴嘴，由于噴霧(在噴射時(shí)產(chǎn)生的噴濺液滴)沉積在噴嘴表面的噴嘴中心部附近或者由于液體從噴嘴處“溢出”(一種可能會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象，其中在伴隨噴射操作液體同時(shí)液體從大范圍的噴嘴處暫時(shí)溢出)而引起的噴嘴之間發(fā)生干擾的可能性會(huì)變得一致。
圖6所示實(shí)施例的另一個(gè)特征在于組成第二共用通道23b的部分(位于直線L1和L2之間的部分)相對于噴嘴18的陣列以Z字形結(jié)構(gòu)形成。其原因如下所述。即，如果第二共用通道23b形成如圖6所示的人字形壁，那么即使由于從每個(gè)噴嘴18進(jìn)行連續(xù)噴射時(shí)的噴射壓力氣泡保留在第二共用通道23b中，由于通道壁為人字形結(jié)構(gòu)，氣泡被推向相鄰噴嘴18之一。結(jié)果，以上提到的殘留的氣泡就在相鄰噴嘴18的噴射循環(huán)(ejection cycle)中被有效地排出了。
應(yīng)該指出的是，依據(jù)本發(fā)明的寬度Wy指的是在垂直于噴嘴18的排列方向上測量的值，即使在通道壁具有如圖6所示的人字形結(jié)構(gòu)的情況下。
如圖6所示的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，由于噴嘴間隔(并不是間距而是彼此相鄰的噴嘴18之間中心到中心的距離)都被設(shè)置為2P，在噴嘴表面上，間距P處的性能可以發(fā)揮同時(shí)可以充分保留間距為2P的噴射頭，即具有一半分辨率的噴射頭的穩(wěn)定性。應(yīng)該指出的是即使δ不是如圖6所示的P的整倍數(shù)在信號(hào)處理時(shí)也沒有發(fā)生問題的原因是由于本申請人在日本未審公開的專利申請No.2005-87430中提出的技術(shù)，在噴嘴位置處在垂直于交錯(cuò)的噴嘴的排列方向的偏移可以調(diào)整(以類似的方式)到在垂直于噴射頭排列方向上的任意位置而不以數(shù)字方式進(jìn)行時(shí)鐘處理(clock processing)。
由于此操作，即使噴嘴18以交錯(cuò)方式排列，當(dāng)圓點(diǎn)撞擊在記錄介質(zhì)上時(shí)，圓點(diǎn)可排列成就像它們是從以噴嘴間距P線性排列的噴射頭噴射出的。
如上所述的依據(jù)本實(shí)施例的通道結(jié)構(gòu)具有以下特征。
(1)首先，從強(qiáng)度來看，通道結(jié)構(gòu)具有以下特征。
液體噴射部分以交錯(cuò)方式交替排列在直線L1和直線L2上。因此，當(dāng)著眼于直線L1或直線L2中任意一個(gè)時(shí)，噴射頭的分辨率變?yōu)?/2。因?yàn)楫?dāng)噴射頭分辨率變低時(shí)，可以獲得高的機(jī)械強(qiáng)度，那么通過采用依據(jù)本實(shí)施例的排列方式可以增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。
另外，在以交錯(cuò)方式排列的液體噴射部分中，由于在平面視圖中具有大致凹陷結(jié)構(gòu)的液體腔13a配置在一側(cè)(直線L1一側(cè))和另一側(cè)(直線L2一側(cè))，因此可以保證在所有方向上有相同的強(qiáng)度。另外，各個(gè)液體腔13a的開口部分定向地共同朝向內(nèi)側(cè)。因此，當(dāng)壓力(表面壓力)被施加到噴射頭片19的端部(排列液體噴射部分的部分)時(shí)，壓力由具有高強(qiáng)度的外側(cè)部分承受，而具有低強(qiáng)度的內(nèi)側(cè)部分得到保護(hù)。即，盡管液體腔13a的開口部分的開口端的強(qiáng)度變得最低，但是這些低強(qiáng)度的部分通過設(shè)置為共同朝向內(nèi)側(cè)從而可以被保護(hù)。這使得這種結(jié)構(gòu)可以極大地抵抗在被連接到噴嘴板17時(shí)或連接到噴嘴板17之后施加的外部壓力。
另外，由于液體腔13a被配置為在直線L1上和在直線L2上以間距P偏移，在每個(gè)液體腔13a的開口附近的兩側(cè)，液體腔13a的壁之間設(shè)置為以間距Wy彼此面對。采用上述的相同方式，即使壓力(表面壓力)施加于該結(jié)構(gòu)，該實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)也不易變形。
另外，如在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的噴射頭片1a(圖13)中，其中單獨(dú)通道3d部分很長并且形成為大致梳齒狀構(gòu)造的結(jié)構(gòu)具有的缺點(diǎn)為相對于施加的力，其變形變大了。相反，根據(jù)本實(shí)施例的液體腔13a在平面視圖中具有大致凹陷的構(gòu)造，同時(shí)在液體腔13a的排列方向上配置有橫梁(beam)。因此強(qiáng)度得到增強(qiáng)，并且即使施加了大的力變形也很小。
另外，例如在分辨率為600 DPI的情況下，加熱器元件12設(shè)置為大約42.3μm的間距，如圖13所示，而在加熱器元件12之間作為柵隔層13的寬度，只有大約15到17μm。相反，當(dāng)加熱器元件12以本實(shí)施例中的方式排列時(shí)，每個(gè)液體腔13a可以保證60μm的厚度(壁厚)，因此使得保證足夠的強(qiáng)度成為可能。這使得相對于橫向位移(液體腔13a相對于在加熱器元件12排列方向上的力產(chǎn)生的變形)保證足夠的強(qiáng)度也是可能的。
(2)此外，盡管圖13中沒有示出，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的噴射頭片具有很大數(shù)量的形成于半導(dǎo)體基底中心部分的通孔。在此實(shí)施例中，相反地，盡管加熱器元件12以交錯(cuò)方式排列，在交錯(cuò)隊(duì)列之間(在直線L1和直線L2之間)沒有形成穿透半導(dǎo)體基底11的通道(通孔)。即，第一共用通道23a和第二共用通道23b由半導(dǎo)體基底11上的平面部分形成，該部分沒有形成柵隔層13和液體腔13a，并且兩個(gè)共同通道不是通過穿透半導(dǎo)體基底11而形成的。應(yīng)該指出的是只要不是通孔，以槽狀結(jié)構(gòu)(具有大致凹陷的橫截面)形成的共用通道，例如，就可以配置在交錯(cuò)隊(duì)列之間。另外，只要不在交錯(cuò)隊(duì)列之間形成，那么由通孔形成的共用通道可以配置在例如任一交錯(cuò)隊(duì)列的外側(cè)。
因?yàn)樵诮诲e(cuò)隊(duì)列之間沒有形成如上所述的延伸穿過半導(dǎo)體基底的通道，噴射頭片19可以設(shè)計(jì)為具有很小的尺寸。這樣可以實(shí)現(xiàn)低成本(因?yàn)閲娚漕^片19的表面積直接影響成本)。另外，因?yàn)閲娚漕^片19需要用來供應(yīng)液體的空間，如果噴射頭片19制造得較小就可使其滿足此需要。
另外，當(dāng)如相關(guān)技術(shù)的示例中在半導(dǎo)體基底中形成通孔時(shí)，就有必要在通孔兩側(cè)分別設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路陣列，這會(huì)導(dǎo)致所需電路數(shù)量的增加，并也導(dǎo)致噴射頭片表面積增加為兩倍。另外，分別需要大表面積的連接墊，這會(huì)使得表面積的進(jìn)一步增加。相反地，采用依據(jù)本實(shí)施例的設(shè)置方式，設(shè)置在直線L1上的加熱器元件12和設(shè)置在直線L2上的加熱器元件12的兩側(cè)作為單獨(dú)的電子電路(電子電路將在以后介紹)的設(shè)計(jì)是可能的。另外，噴射頭片19減小的尺寸意味著在液體供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中允許更大的余量，從而使得減小作為一個(gè)整體的行式噴射頭10的尺寸成為可能。
(3)另外，通過在直線L1和直線L2上如該實(shí)施中以彼此交錯(cuò)的方式排列加熱器元件12，可以在加熱器元件12之間保證一個(gè)距離。即，例如當(dāng)著眼于直線L1時(shí)，由于加熱器元件12以等于距離2P的間隔排列，加熱器元件12可以以實(shí)現(xiàn)想要分辨率的距離的兩倍的距離排列。因此，由于為機(jī)械精度提供了一些余量，即使需要的分辨率例如為1200 DPI，具有所述分辨率的噴射頭片19也能夠制造。
(4)另外，從液體供應(yīng)流的角度看，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)具有以下特征。
圖7A至7D是示意性示出各種類型的噴射頭片如何供應(yīng)液體的圖解。在這些圖中，由實(shí)線表示的方形代表液體腔，由虛線表示的圓形代表噴嘴。
在圖7A到7D中，圖7A示出了依據(jù)相關(guān)技術(shù)(例如，圖13)的液體的流動(dòng)，圖7B示出了依據(jù)由本申請人在以前提出的日本專利申請No.2003-383232中提出的結(jié)構(gòu)的液體的流動(dòng)。圖7C示出了液體的流動(dòng)，在此情況下，如上所述，通孔被形成為在加熱器元件的各個(gè)交錯(cuò)隊(duì)列之間居中延伸。另外，圖7D示出了根據(jù)本實(shí)施例的液體的流動(dòng)。
在圖7A到7C所示的每種情況下，液體經(jīng)過單獨(dú)通道供應(yīng)到各個(gè)液體腔。其包括的問題在于當(dāng)在單獨(dú)通道中產(chǎn)生故障時(shí)，液體不再能夠供應(yīng)到相應(yīng)的液體腔。
在圖7D所示的情況下，相反地，液體從多個(gè)方向供應(yīng)給每個(gè)液體腔13a從而在液體腔13a周圍流動(dòng)。另外，液體腔13a自身可以作為一個(gè)過濾器充分起作用以在液體腔13a中保持壓力。因此，由于進(jìn)入液體腔13a的開口部分的液體和進(jìn)入位于上述的液體腔13a相對一側(cè)的液體腔13a開口部分中的液體在穿過寬度為Wx的第一共用通道23a之后進(jìn)入各自的開口部分，液體以基本相同的壓力供應(yīng)到位于直線L1和直線L2任意一個(gè)上的液體腔13a的開口部分。
(5)另外，具有依據(jù)本實(shí)施例的通道結(jié)構(gòu)，液體的噴射/回填(refill)性能是一致的。如果這些性能是不一致的，在給定條件下進(jìn)行噴射操作時(shí)，噴射的液滴的數(shù)量會(huì)發(fā)生變化從而導(dǎo)致噴射的不均勻，或者由于操作速度的差異而產(chǎn)生氣泡(氣泡的產(chǎn)生導(dǎo)致噴射量的大幅度降低)。
為了減少這種變化，有必要使通道結(jié)構(gòu)對稱或者以旋轉(zhuǎn)時(shí)看起來也相同的方式形成通道結(jié)構(gòu)。因此，如圖7B所示的結(jié)構(gòu)包含導(dǎo)致性能變化的因素，因?yàn)樵诟鱾€(gè)液體腔之間從共用通道到液體腔的長度是不同的。在此實(shí)施例中，相反地，液體可以在基本相同的條件下供應(yīng)給任何一個(gè)液體腔13a。單個(gè)液體噴射部分的噴射/回填性能可以這樣得到統(tǒng)一。
(6)在分別制備的噴嘴板連接到(boned onto)加熱器元件和液體腔上的情況下，所述加熱器元件和液體腔配置在半導(dǎo)體基底上，噴嘴板的厚度(大約10到30μm)相對于噴射頭片的厚度(厚度大約600到650μm)較小，且在室溫下張力被施加到噴嘴板上。
在此實(shí)施例中當(dāng)熱應(yīng)力被施加或者力從外部被施加時(shí)，噴嘴板的張力發(fā)生改變，從而導(dǎo)致變形。然而在此實(shí)施例中，即使當(dāng)張力施加時(shí)，對張力的變化最敏感的每個(gè)噴嘴18被液體腔13a大致凹陷的部分包圍。因此，這樣由于張力引起的變形不會(huì)輕易發(fā)生，且在大的溫度范圍內(nèi)保證高水平的穩(wěn)定性是可能的。
(7)另外，當(dāng)液體的粘性或者表面張力較低時(shí)，在噴射或隨后的回填操作時(shí)的沖擊波在傳播過程中，在相鄰部分會(huì)發(fā)生液面振動(dòng)或液壓改變，因此需要一段時(shí)間來使彎曲液面達(dá)到穩(wěn)定。一種防止發(fā)生此現(xiàn)象的方法是增加在每個(gè)液體腔和共用通道之間連接的單獨(dú)通道的長度，從而通過通道之間的阻力來減弱沖擊波或者在回填操作中容易發(fā)生的振動(dòng)。然而，當(dāng)單獨(dú)通道的長度增加時(shí)，在產(chǎn)生氣泡的情況下會(huì)導(dǎo)致噴射故障。在這種狀態(tài)下如果重復(fù)進(jìn)行噴射操作，可能會(huì)導(dǎo)致加熱器元件的燒毀。
因此，通常的辦法是使單獨(dú)通道變短，將一個(gè)用來除去灰塵/污垢的圓柱(過濾器)配置在單獨(dú)通道的前面，并且利用由于過濾效應(yīng)的削弱作用減輕了振動(dòng)或干擾。
在另一方面，在此實(shí)施例中，每一個(gè)面對共用通道23的分立且獨(dú)立的液體腔13a自身可以充當(dāng)過濾器。在此，當(dāng)依據(jù)相關(guān)技術(shù)的過濾器以傳統(tǒng)方式提供時(shí)，可以獲得雙過濾器效應(yīng)(參見圖11中的過濾器30)。應(yīng)該指出的是，通過適當(dāng)選擇液體腔13a的間隙Wx和長度L的值(參看圖3等)，液體腔13a的過濾特性可以在干擾或波動(dòng)方面最優(yōu)化。
特別是，當(dāng)液體腔13a以如圖5所示的對稱結(jié)構(gòu)形成時(shí)，通過提供直通道(具有寬度Wx的通道)來吸收來自每個(gè)液體腔13a入口處的沖擊波可以減弱沖擊波的影響。
(8)從共用通道到每個(gè)單獨(dú)通道的通道長度，以及存在于它們之間的通道阻力會(huì)影響噴射壓力(噴射速度)。在此實(shí)施例中，在經(jīng)過基本相同的距離(具有同樣的通道阻力)被分配給各個(gè)液體腔13a之前，流過液體腔13a兩側(cè)區(qū)域的液體流在居中位于直線L1上的液體腔13a和位于直線L2上的液體腔13a之間的第二共用通道23b中匯合。因此，即使在噴射操作連續(xù)進(jìn)行時(shí)，液體從各自相互相對的噴射部位噴出的噴射壓力(即，噴射速度)也能基本上保持相同。
由于以上所述的特征，依據(jù)本實(shí)施例的通道結(jié)構(gòu)提供以下效果。
(1)首先，氣泡問題的發(fā)生被抑制，并且可以實(shí)現(xiàn)氣泡問題的自我恢復(fù)。另外，由于液體是從三條側(cè)面向每個(gè)液體腔13a的開口部分供應(yīng)的，所以總會(huì)實(shí)現(xiàn)最好的效果。
(2)液滴的噴射速度可以是恒定的(噴射性能可以是一致的)。
(3)由于位于同一條直線(直線L1或直線L2)上的液體噴射部分之間可以確保較大的距離，因此液體腔13a的壁厚可以較大。因而，減小由熱膨脹引起的特性變化或者施加給行式噴射頭10的機(jī)械應(yīng)力是可能的。
(4)可以減少由于噴射撞擊引起的液體噴射部分之間的彼此干擾(過濾效應(yīng)可以是一致的并且是較大的)。
(5)由于液體腔13a的外圍被液體包圍，且更大比例的熱生成依賴于導(dǎo)熱性高于柵隔層13的導(dǎo)熱性的液體，因此熱輻射特性可以獲得提高。
(6)因?yàn)閲娮彀?7的張力分布變得恒定，所以降低噴嘴18之間的性能波動(dòng)是可能的。
(7)由于液體從三個(gè)方向朝向液體腔13a供應(yīng)，所以由此生成的結(jié)構(gòu)變得對灰塵或污垢具有阻力。
(8)在具有相同DIP或相同數(shù)目的噴嘴的情況下，與在噴射頭片19的中心部位形成通孔的結(jié)構(gòu)相比，噴射頭片19的表面積可以為更小。
隨后，將介紹依據(jù)本實(shí)施例的噴射方向的偏轉(zhuǎn)裝置。
在此實(shí)施例中，如圖3或其它附圖所示，被分成兩部分的加熱器元件12并排設(shè)置在一個(gè)液體腔13a中。分成兩半的加熱器元件12的設(shè)置方向與噴嘴18的設(shè)置方向一致。應(yīng)該指出的是，盡管噴嘴18的位置在圖3或其它附圖中沒有示出，每個(gè)噴嘴18以這種方式設(shè)置在每個(gè)加熱器元件12上，即當(dāng)在一個(gè)液體腔13a之內(nèi)的分成兩半的加熱器元件12被視為一個(gè)加熱器元件12時(shí)，噴嘴18的中心軸線與加熱器元件12的中心軸線重合。
在以這種方式將單個(gè)的加熱器元件12縱向分為兩部分來獲得對開型元件的情況下，每個(gè)對開的加熱器元件12長度不變但是寬度減半。加熱器元件12的阻力因此變成兩倍。當(dāng)這些對開的加熱器元件12串聯(lián)時(shí)，其等同于具有兩倍阻力的串聯(lián)的加熱器元件12，最后得到的阻力變?yōu)?倍大小(此為沒有考慮在并排配置的各個(gè)加熱器元件12之間的距離的計(jì)算值)。
在此，為了使液體腔13a中的液體沸騰，必須對加熱器元件12使用給定的電源來對加熱加熱器元件12。在沸騰時(shí)通過能量噴射液體是必需的。當(dāng)阻力很小時(shí)，需要使大電流流過。然而，通過增加加熱器元件12的阻力，較小的電流通過時(shí)液體就可以沸騰。
因此，引起電流流動(dòng)的晶體管的尺寸也可以減小，從而使節(jié)約空間成為可能。在這點(diǎn)上，盡管通過減小加熱器元件12的厚度能增加電阻，但從被選擇用于加熱器元件12的材料和強(qiáng)度(耐久性)的角度看，在加熱器元件12厚度減小的上存在某種限制。因此，在沒有減少加熱器元件12的厚度的情況下，加熱器元件12被分為兩部分以獲得電阻的增加。
另外，當(dāng)對開的加熱器元件12設(shè)置在每個(gè)液體腔13a中時(shí)，用于各個(gè)加熱器元件12達(dá)到沸騰液體所需溫度的時(shí)間期限(氣泡產(chǎn)生時(shí)間)一般設(shè)為相同。這是因?yàn)楫?dāng)在兩個(gè)加熱器元件12之間的氣泡產(chǎn)生的時(shí)間存在不同時(shí)，那么液體的噴射角度將變得不垂直。
圖8是示出了液體噴射方向的圖解。在圖8中，當(dāng)液體i相對于用于液體i的目標(biāo)噴射表面(記錄介質(zhì)R的表面)垂直而噴射時(shí)，液體i如圖8中虛線箭頭所示的進(jìn)行直線噴射。相反，當(dāng)液體i的噴射角度從垂直方向(如在圖8中的Z1或Z2方向)偏轉(zhuǎn)θ角時(shí)，液體i的撞擊位置偏移如下
δL＝H×tanθ此處，距離H代表在噴嘴18的末端和記錄介質(zhì)R的表面之間的距離，即，液體噴射部分的液體噴射表面和液體撞擊表面之間的距離(今后同樣適用該定義)。在通常的噴墨打印機(jī)中，距離H在1到2mm數(shù)量級。因此，假設(shè)距離H保持恒定，為H＝約2mm。
距離H必須基本保持恒定的原因是如果距離H發(fā)生變化，液體i的撞擊位置也會(huì)發(fā)生變化。即，當(dāng)液體i從噴嘴18相對于記錄介質(zhì)R的表面垂直噴射時(shí)，距離H的輕微的變化不會(huì)引起液體i的撞擊位置的改變。相反，當(dāng)液體i的噴射方向如上所述有所偏轉(zhuǎn)時(shí)，液體i的撞擊位置根據(jù)距離H的變化而變化。
圖9A和9B是表示計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果的曲線圖，其每一個(gè)表示了在對開的加熱器元件12之間液體中產(chǎn)生氣泡的時(shí)間差和液體噴射角度之間的關(guān)系。在這些圖中，X方向代表噴嘴18的排列方向(加熱器元件12并排排列的方向)，Y方向代表垂直于X方向的方向(記錄介質(zhì)的送進(jìn)方向)。另外，圖9C表示在兩個(gè)加熱器元件12之間的液體中氣泡產(chǎn)生的時(shí)間差的實(shí)際測量數(shù)據(jù)，對開的加熱器元件12之間的電流量差的1/2沿著水平軸方向設(shè)定作為偏轉(zhuǎn)電流，液體撞擊位置的偏移量(在從液體噴射表面到記錄介質(zhì)上液體撞擊位置的距離被設(shè)為大約2mm的情況下測得)沿著縱軸方向設(shè)定。在圖9C中，加熱器元件12的主電流被設(shè)為80mA，以上所述的偏轉(zhuǎn)電流被疊加到加熱器元件12的一側(cè)，并在液體噴射時(shí)偏轉(zhuǎn)其噴射方向。
當(dāng)在噴嘴18的排列方向上被分為兩部分的加熱器元件12之間存在氣泡產(chǎn)生時(shí)間差時(shí)，如圖9所示，液體的噴射角度不再垂直，并且當(dāng)氣泡產(chǎn)生的時(shí)間差增加時(shí)，在噴嘴18的排列方向上的噴射角θx(其為從垂直方向的偏轉(zhuǎn)量并且對應(yīng)于圖8中的θ)變大。
考慮到這一點(diǎn)，通過利用這種特性，通過配置被分為兩部分的加熱器元件12，以及通過提供供應(yīng)給一個(gè)加熱器元件12和另一個(gè)加熱器元件12的電流之間的差，執(zhí)行控制以產(chǎn)生由兩個(gè)加熱器元件12之間的電流量差引起的氣泡產(chǎn)生時(shí)間差，因此將從噴嘴18噴出的液體的噴射方向偏轉(zhuǎn)到在液體噴射部分(噴嘴18)的排列方向上的多個(gè)方向(噴射方向偏轉(zhuǎn)裝置)。
另外，當(dāng)例如因?yàn)橹圃煺`差或類似原因?qū)﹂_加熱器元件12的電阻不同時(shí)，在兩個(gè)加熱器元件12之間會(huì)發(fā)生氣泡產(chǎn)生時(shí)間差，結(jié)果是液體噴射方向不再垂直并且液體的撞擊位置從原始預(yù)期位置偏離。然而，當(dāng)可以通過改變流經(jīng)對開加熱器元件12的電流量控制在每個(gè)加熱器元件上的氣泡產(chǎn)生時(shí)間，從而使兩個(gè)加熱器元件12在同一時(shí)間產(chǎn)生氣泡時(shí)，液體噴射方向可以為垂直上。
例如，在行式噴射頭10中，相對于原始噴射方向，通過偏轉(zhuǎn)來自特定一個(gè)或兩個(gè)或更多作為一個(gè)整體的噴射頭片19的液體的噴射方向，可以調(diào)整來自那些由于制造誤差或類似原因沒有垂直于記錄介質(zhì)的撞擊表面噴射液體的噴射頭片19的噴射方向，從而使得垂直噴射液體成為可能。
另外，另一個(gè)可以想到的方法包括偏轉(zhuǎn)來自每個(gè)噴射頭片19上僅僅特定的一個(gè)或兩個(gè)或更多液體噴射部分的液體噴射方向。例如，當(dāng)在一個(gè)噴射頭片19中，來自特定液體噴射部分的液體噴射方向與來自其它液體噴射部分的液體噴射方向不平行時(shí)，僅僅來自那個(gè)特定液體噴射部分的液體噴射方向被偏轉(zhuǎn)，從而可以調(diào)整噴射方向以使其與來自其它液體噴射部分的液體噴射方向平行。
另外，液體噴射方向可以如下進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。
例如，在液體從液體噴射部分“N”和從與其相鄰的液體噴射部分“N+1”中噴出的情況下，當(dāng)從液體噴射部分“N”和液體噴射部分“N+1”處噴射而沒有被偏轉(zhuǎn)時(shí)液體的撞擊位置被分別作為撞擊位置“n”和撞擊位置“n+1”。在這種情況下，液體可從液體噴射部分“N”不經(jīng)過偏轉(zhuǎn)噴出以撞擊在撞擊位置“n”處，或者液體可以通過偏轉(zhuǎn)液體的噴射方向撞擊在撞擊位置“n+1”處。
同樣地，液體可從液體噴射部分“N+1”不經(jīng)過偏轉(zhuǎn)噴出以撞擊在撞擊位置“n+1”處，或者液體可以通過偏轉(zhuǎn)液體的噴射方向撞擊在撞擊位置“n”處。
關(guān)于這點(diǎn)，例如當(dāng)因?yàn)槎氯蝾愃茊栴}發(fā)生在液體噴射部分“N+1”中以使得難以從液體噴射部分“N+1”噴射液體時(shí)，通常不可能在撞擊位置“n+1”處撞擊液體。這樣，發(fā)生圓點(diǎn)碎片(dot chipping)并且噴射頭片19變得偏斜。
然而，在這種情況下，液體從另一個(gè)液體噴射部分噴出時(shí)，如從與液體噴射部分“N+1”相鄰的位于同一側(cè)的液體噴射部分“N”或從與液體噴射部分“N+1”相鄰的位于另一側(cè)的液體噴射部分“N+2”處噴出，從而使得在撞擊位置“n+1”處撞擊液體也是可能的。
接著，將介紹噴射方向偏轉(zhuǎn)裝置的具體結(jié)構(gòu)。依據(jù)本實(shí)施例的噴射方向偏轉(zhuǎn)裝置包括電流鏡像電路(今后稱為CM電路)。
圖10是示出了依據(jù)本實(shí)施例的包括噴射方向偏轉(zhuǎn)裝置的電路的圖解。首先，將介紹在此電路中使用的元件和它們的連接關(guān)系。
在圖10中，代表了上述的對開加熱器元件12的電阻的電阻Rh-A和Rh-B串聯(lián)。電源Vh是用于對電阻Rh-A和Rh-B中的每一個(gè)提供電壓的電源。
如圖10所示的電路包括晶體管M1到M21。晶體管M4、M6、M9、M11、M14、M16、M19和M21是PMOS晶體管，而其它晶體管是NMOS晶體管。在如圖10所示的電路中，晶體管M2、M3、M4、M5和M6形成了一個(gè)CM電路，并且總共配置有4條CM電路。
在此電路中，晶體管M6的門極(gate)和漏極以及晶體管M4的門極相互連接。另外，晶體管M4和M3的漏極互相連接，且晶體管M6和M5的漏極也互相連接。類似方式應(yīng)用于其它CM電路。
另外，晶體管M4、M9、M14和M19的漏極和晶體管M3、M8、M13和M18的漏極，其每一個(gè)都構(gòu)成所述CM電路的一部分，都連接到電阻Rh-A和Rh-B之間的節(jié)點(diǎn)處。
另外，晶體管M2、M7、M12和M17的每一個(gè)都作為每個(gè)CM電路的恒電流源。其漏極分別和晶體管M3、M8、M13和M18的源極相連接。
此外，晶體管M1的漏極與電阻Rh-B串聯(lián)。當(dāng)噴射執(zhí)行輸入開關(guān)A變?yōu)?(開)時(shí)晶體管M1被打開，因此使得電流流過電阻Rh-A和Rh-B中的每一個(gè)。
另外，各個(gè)AND門X1到X9的輸出端與晶體管M1、M3、M5等的門極分別相連。應(yīng)該指出的是AND門X1到X7是雙輸入類型，而AND門X8和X9是三輸入類型。AND門X1到X9的輸入端中的至少一個(gè)與噴射執(zhí)行輸入開關(guān)A連接。
另外，每個(gè)XNOR門X10、X12、X14和X16的一個(gè)輸入端與偏轉(zhuǎn)方向選擇開關(guān)C連接，其它輸入端與偏轉(zhuǎn)控制開關(guān)J1到J3或噴射角度調(diào)整開關(guān)S連接。
偏轉(zhuǎn)方向選擇開關(guān)C是用來選擇對液體噴射方向的哪一側(cè)相對于噴嘴18的排列方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的開關(guān)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)方向選擇開關(guān)C變?yōu)?(開)時(shí)，XNOR門X10的一個(gè)輸入變?yōu)?。
另外，偏轉(zhuǎn)控制開關(guān)J1到J3都是用來確定偏轉(zhuǎn)量的開關(guān)，通過這些偏轉(zhuǎn)控制開關(guān)墨滴的噴射方向被偏轉(zhuǎn)。例如當(dāng)輸入端J3變?yōu)?(開)時(shí)，XNOR門X10的一個(gè)輸入變?yōu)?。
另外，XNOR門X10到X16的每個(gè)輸出端與AND門X2、X4等的一個(gè)輸入端相連，并通過NOT門X11、X13等與AND門X3、X5等的一個(gè)輸入端相連。另外，每個(gè)AND門X8和X9的一個(gè)輸入端與噴射方向調(diào)整開關(guān)K相連。
另外，偏轉(zhuǎn)振幅控制端B是用來確定一個(gè)偏轉(zhuǎn)步驟中的振幅的終端。偏轉(zhuǎn)振幅控制端B確定晶體管M2、M7等(其每一個(gè)都作為每個(gè)CM電路的恒電流源)的電流值，并與晶體管M2、M7等的每個(gè)門極相連。偏轉(zhuǎn)振幅如下被設(shè)為0。即，當(dāng)此終端電壓設(shè)為0V時(shí)，每個(gè)電流源的電流變?yōu)?。這樣，沒有偏轉(zhuǎn)電流流動(dòng)，因此振幅為0。當(dāng)此電壓逐漸增加時(shí)，電流值也逐漸增加，這樣就使得大量的偏轉(zhuǎn)電流流動(dòng)從而偏轉(zhuǎn)振幅增加。即，可以在施加到該終端的電壓的基礎(chǔ)上恰當(dāng)控制偏轉(zhuǎn)振幅。
另外，晶體管M1的源極與電阻Rh-B連接，均作為每個(gè)CM電路的恒電流源的晶體管M2、M7等的源極都是接地的(GND)。
在以上所述的結(jié)構(gòu)中，用于每個(gè)晶體管M1到M21的通過括號(hào)表示的數(shù)字“xN(N＝1，2，4，或50)”代表了元件的平行排列狀態(tài)。例如，“x1”(晶體管M12到M21)表示晶體管具有標(biāo)準(zhǔn)元件，“x2”(晶體管M7到M11)表示晶體管具有與并聯(lián)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件等同的元件。如此，“xN”表示晶體管具有等同于N個(gè)并聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)元件的元件。
因此，由于晶體管M2、M7、M12和M17分別是“x4”、“x2”、“x1”和“x1”，當(dāng)合適的電壓施加在這些晶體管的每個(gè)門極和地面之間時(shí)，這些晶體管中的漏極電流的比值是4∶2∶1∶1。
接著，將介紹電路的運(yùn)轉(zhuǎn)。首先，說明僅集中在包括晶體管M3、M4、M5和M6的CM電路。
只有當(dāng)液體將要噴射時(shí)，噴射執(zhí)行輸入開關(guān)A變?yōu)?(開)。
例如，當(dāng)A＝1，B＝2.5V(外加電壓)，C＝1且J3＝1時(shí)，XNOR門X10的輸出變?yōu)?。這樣，輸出1和A＝1被輸入到AND門X2，因此AND門X2的輸出變?yōu)?。晶體管M3被打開。
另外，當(dāng)XNOR門X10的輸出為1時(shí)，NOT門X11的輸出為0，從而輸出0和A＝1被輸入到AND門X3。如此AND門X3的輸出成為0，且晶體管M5被關(guān)閉。
相應(yīng)地，晶體管M3和M4的漏極互相連接，且晶體管M6和M5的漏極互相連接。這樣，如上所述，當(dāng)晶體管M3打開而晶體管M5關(guān)閉時(shí)，盡管電流從晶體管M4流向晶體管M3，但是也沒有電流從晶體管M6流動(dòng)至晶體管M5。另外，由于CM電路的特性，當(dāng)電流沒有在晶體管M6中流動(dòng)時(shí)，電流也不會(huì)在晶體管M4中流動(dòng)。另外，在如上所述的情況下，由于2.5V電壓施加于晶體管M2的門極，相應(yīng)的電流只在晶體管M3、M4、M5和M6中從晶體管M3流向晶體管M2。
在這種狀態(tài)下，由于晶體管M5的門極被關(guān)閉，電流不會(huì)在晶體管M6中流動(dòng)，電流也不會(huì)在作為M6鏡像電路的晶體管M4中流動(dòng)。盡管通常相同數(shù)量的電流Ih應(yīng)該在電阻Rh-A和Rh-B中流動(dòng)，但是在晶體管M3的門極被打開的狀態(tài)下，由于由晶體管M2確定的電流經(jīng)過晶體管M3從電阻Rh-A和Rh-B之間的節(jié)點(diǎn)處流出，因此由晶體管M2確定的電流值僅僅對于流過電阻Rh-A一側(cè)的電流疊加。
因此，IRh-A＞IRh-B。
當(dāng)以上所述指向C＝1的情況時(shí)，接下來，C＝0的情況，即，僅僅偏轉(zhuǎn)方向選擇開關(guān)C的輸入被改變(如上所述其它開關(guān)A、B和J3的輸入是1)的情況將在以下介紹。
當(dāng)C＝0且J3＝1時(shí)，XNOR門X10的輸出變?yōu)?。由于對AND門X2的輸入改變(0，1(A＝1))，因此其輸出變?yōu)?。晶體管M3被關(guān)閉。
另外，當(dāng)XNOR門X10的輸出變?yōu)?時(shí)，NOT門X11的輸出變?yōu)?，從而對AND門X3的輸入改變(1，1(A＝1))，晶體管M5被打開。
當(dāng)晶體管M5打開時(shí)，電流在晶體管M6中流動(dòng)，且由于這一點(diǎn)以及CM電路的特性，電流也在晶體管M4中流動(dòng)。
這樣，電流從電源Vh流向每個(gè)電阻Rh-A、晶體管M4和晶體管M6。所有流過電阻Rh-A的電流都流向電阻Rh-B(因?yàn)榫w管M3是關(guān)閉的，任何流出晶體管Rh-A的電流不會(huì)分流進(jìn)入晶體管M3一側(cè))。另外，由于晶體管M3是關(guān)閉的，所有在晶體管M4中流動(dòng)的電流都流入電阻Rh-B一側(cè)。另外，在晶體管M6中流動(dòng)的電流流入晶體管M5。
如上所述，當(dāng)C＝1時(shí)，在電阻Rh-A中流動(dòng)的電流流出同時(shí)分流到電阻Rh-B一側(cè)以及晶體管M3一側(cè)；另一方面，當(dāng)C＝0時(shí)，除了在電阻Rh-A中流動(dòng)的電流外，在晶體管M4中流動(dòng)的電流也流向晶體管Rh-B。結(jié)果，分別流向電阻Rh-A和Rh-B的電流存在以下關(guān)系Rh-A＜Rh-B。另外，在當(dāng)C＝1和C＝0時(shí)所述比值變?yōu)閷ΨQ。
這樣，通過使分別流向電阻Rh-A和電阻Rh-B的電流量互不相同，在每個(gè)對開加熱器元件12上產(chǎn)生氣泡的時(shí)間之間可以不同。液體的噴射方向如此可被偏轉(zhuǎn)。
另外，在C＝1和C＝0之間，液體的偏轉(zhuǎn)方向可以轉(zhuǎn)換到相對于噴嘴18的排列方向?qū)ΨQ的位置。
當(dāng)以上所述指向只有偏轉(zhuǎn)控制開關(guān)J3被打開/關(guān)閉的情況時(shí)，當(dāng)偏轉(zhuǎn)控制開關(guān)J2和J1進(jìn)一步被打開/關(guān)閉時(shí)，那么供給到電阻Rh-A和電阻Rh-B的電流量可被更精確地設(shè)定。
即，當(dāng)供給到每個(gè)晶體管M4和M6的電流可通過偏轉(zhuǎn)控制開關(guān)J3進(jìn)行控制時(shí)，供給到每個(gè)晶體管M9和M11的電流可以通過偏轉(zhuǎn)控制開關(guān)J2進(jìn)行控制。另外，供給到每個(gè)晶體管M14和M16的電流可以通過偏轉(zhuǎn)開關(guān)J1進(jìn)行控制。
另外，如上所述，漏極電流以晶體管M4和晶體管M6∶晶體管M9和晶體管M11∶晶體管M14和晶體管M16＝4∶2∶1的比例被施加到每個(gè)晶體管上。這樣，通過使用三個(gè)二進(jìn)制偏轉(zhuǎn)控制開關(guān)J1到J3，液體的噴射方向可以在八個(gè)等級(steps)(J1，J2，J3)＝(0，0，0)，(0，0，1)，(0，1，0)，(0，1，1)，(1，0，0)，(1，0，1)，(1，1，0)和(1，1，1)中改變。
另外，由于通過改變施加到地面和晶體管M2、M7、M12和M17的門極之間的電壓可以改變電流量，那么在每個(gè)晶體管中流動(dòng)的漏極電流之間的比例保持在4∶2∶1時(shí)，每一等級的偏轉(zhuǎn)量可以改變。
另外，如上所述，利用偏轉(zhuǎn)方向選擇開關(guān)C，偏轉(zhuǎn)方向可以在相對于噴嘴18的排列方向的兩個(gè)對稱位置之間轉(zhuǎn)換。
在行式噴射頭10中，當(dāng)多個(gè)噴射頭片19在記錄介質(zhì)的寬度方向上設(shè)置時(shí)，如圖2所述，噴射頭片19以所謂的交錯(cuò)隊(duì)列設(shè)置，從而相鄰的噴射頭片19彼此相對(每個(gè)噴射頭片19被設(shè)置在相對于相鄰的噴射頭片19旋轉(zhuǎn)180度的位置)。在這種情況下，當(dāng)從偏轉(zhuǎn)控制開關(guān)J1到J3向兩個(gè)相鄰的噴射頭片19提供一個(gè)共同信號(hào)時(shí)，在兩個(gè)相鄰的噴射頭片19之間的偏轉(zhuǎn)方向變得相反。考慮到這一點(diǎn)，根據(jù)本實(shí)施例，配置偏轉(zhuǎn)方向選擇器開關(guān)C從而作為一個(gè)整體的每個(gè)噴射頭片19的偏轉(zhuǎn)方向可被對稱轉(zhuǎn)換。
因此，在多個(gè)噴射頭片19以所謂交錯(cuò)隊(duì)列形式排列從而形成行式噴射頭的情況下，在噴射頭片19中，當(dāng)位于偶數(shù)位置的噴射頭片19(N，N+2，N+4，等)被設(shè)置為C＝0，且位于奇數(shù)位置的噴射頭19片(N+1，N+3，N+5，等)被設(shè)置為C＝1時(shí)，行式噴射頭10中的每個(gè)噴射頭片19的偏轉(zhuǎn)方向可以是恒定的。
另外，噴射角調(diào)整開關(guān)S和K與偏轉(zhuǎn)控制開關(guān)J1到J3的相似之處在于這些開關(guān)都可以實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)液體噴射方向的目的，同時(shí)噴射角調(diào)整開關(guān)S和K還是用于調(diào)整液體噴射角的開關(guān)。
首先，噴射角調(diào)整開關(guān)K是一個(gè)用來確定是否進(jìn)行調(diào)整的開關(guān)。設(shè)置噴射角調(diào)整開關(guān)K，使得當(dāng)K＝1時(shí)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)K＝0時(shí)不進(jìn)行調(diào)整。
另外，噴射角調(diào)整開關(guān)S是用來確定相對于噴嘴18的排列方向進(jìn)行哪個(gè)方向的調(diào)整的開關(guān)。
例如，當(dāng)K＝0(不進(jìn)行調(diào)整)時(shí)，AND門X8和X9的三個(gè)輸入中，一個(gè)輸入為0，從而AND門X8和X9的輸出都為0。這樣，晶體管X18和X20被關(guān)閉，從而晶體管M19和M21也被關(guān)閉。因此，流向每個(gè)電阻Rh-A和Rh-B的電流沒有變化。
相反，例如，當(dāng)K＝1、S＝0且C＝0時(shí)，XNOR門X16的輸出變?yōu)?。這樣，(1，1，1)被輸入到AND門X8，從而其輸出變?yōu)?且晶體管M18被打開。另外，由于AND門X9的一個(gè)輸入通過NOT門X17被設(shè)為0，則AND門X9的輸出變?yōu)?，晶體管M20被關(guān)閉。相應(yīng)地，由于晶體管M20被關(guān)閉，所以電流不會(huì)在晶體管M21中流動(dòng)。
另外，由于CM電路的特性，電流也不在晶體管M19中流動(dòng)。然而，由于晶體管M18是打開的，電流從電阻Rh-A和電阻Rh-B之間的節(jié)點(diǎn)流出，從而電流流入晶體管M18。因此，在電阻Rh-B中流動(dòng)的電流量可以小于在電阻Rh-A中流動(dòng)的電流量。結(jié)果，當(dāng)對液體的噴射方向進(jìn)行調(diào)整時(shí)，可相對于噴嘴18的排列方向以預(yù)定的值調(diào)整液體的撞擊位置。
當(dāng)在上述的實(shí)施例中，調(diào)整通過由噴射角調(diào)整開關(guān)S和K形成的二進(jìn)制控制信號(hào)來進(jìn)行時(shí)，可以通過增加開關(guān)數(shù)量來實(shí)現(xiàn)更加精確的調(diào)整。
當(dāng)液體的噴射方向通過使用單個(gè)開關(guān)J1到J3，S和K來進(jìn)行偏轉(zhuǎn)時(shí)，電流(偏轉(zhuǎn)電流Idef)可被表示如下Idef＝J3×4×Is+J2×2×Is+J1×Is+S×K×Is＝(4×J3+2×J2+J1+S×K)×Is。
在表達(dá)式1中，J1、J2和J3可以取+1或-1，S取+1或-1，而K取+1或0。
就像可從表達(dá)式1中可知的，通過設(shè)置J1、J2和J3的各自的值，可以在八個(gè)等級中設(shè)置偏轉(zhuǎn)電流，并且可以獨(dú)立于J1到J3的設(shè)置在S和K的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。
另外，由于偏轉(zhuǎn)電流可以在四個(gè)等級中設(shè)置為正值，以及在四個(gè)等級中設(shè)置為負(fù)值，因此可以相對于噴嘴18的排列方向在兩個(gè)方向上設(shè)置液體的偏轉(zhuǎn)方向。例如，在圖8中，相對于垂直方向，噴射方向可以向左偏轉(zhuǎn)θ角(圖8中的Z1方向)，或者向右偏轉(zhuǎn)θ角(圖8中的Z2方向)。另外，θ值，即，偏轉(zhuǎn)量是可以任意設(shè)置的。
示例接著，將介紹本發(fā)明的一個(gè)示例。
圖11示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體處理過程的掩模圖的一部分。在圖11所示的例子中，配置有如圖5所示的對稱結(jié)構(gòu)的液體腔13a，并且恒定的間距2P配置有方形桿狀的過濾器30，使其與圖11中下側(cè)的液體腔13a相對。應(yīng)該指出的是在圖11中，上側(cè)(過濾器30一側(cè))代表液體供應(yīng)側(cè)，下側(cè)代表柵隔層13一側(cè)。在圖11所示的掩模圖中，加熱器元件12的位置也由虛線表示。加熱器元件12的間距P為42.3(μm)。即，加熱器元件12具有600DPI的分辨率。另外，在圖11中，在垂直方向上加熱器元件12之間中心到中心的距離(與圖3和圖4中的間隔δ相應(yīng))也與間距P相等，為42.3(μm)。
另外，在圖12是曲線圖，其示出在每個(gè)顏色由16個(gè)噴射頭片19形成的行式噴射頭10中三個(gè)連續(xù)的噴射頭片19(在本例中，為第六噴射頭片、第七噴射頭片和第八噴射頭片)中的每一個(gè)相對于十八個(gè)噴嘴18(液體噴射部分)所獲得的噴射速度測量結(jié)果。
根據(jù)此結(jié)果，平均速度為8.64(m/s)，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.21(m/s)，表示了在噴射速度中偏差很小。這證明了依據(jù)本實(shí)施例的噴射穩(wěn)定性。
另外，對于氣泡產(chǎn)生速率，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。
在噴嘴18的間距為P的排列之間進(jìn)行了比較，從噴射頭片19的端部到噴嘴18所在排列位置之間的平均距離是相同的，而只有液體腔13a的結(jié)構(gòu)是不同的。
在這種情況下，依據(jù)相關(guān)技術(shù)的每次噴射時(shí)氣泡的產(chǎn)生速率在大約1到1.5×10-5數(shù)量級。
相反，在本實(shí)施例中，在多個(gè)觀察期間(環(huán)境溫度25℃)氣泡產(chǎn)生為0。依據(jù)本實(shí)施例的噴射穩(wěn)定性因此也通過測量氣泡產(chǎn)生速率得到證實(shí)。另外，在A4尺寸介質(zhì)上的實(shí)際記錄中沒有觀察到由于產(chǎn)生氣泡而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降。因此證實(shí)了在氣泡產(chǎn)生速率上的極大改善。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其它因素，在所附的權(quán)利要求或者其等效范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變形、組合、子組合和更改。
相關(guān)申請的交叉參考本申請包含與在2006年2月2日向日本專利局提交的日本專利申請JP2006-025496相關(guān)的主題，在此將該申請的全文引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種液體噴射頭，其包括多個(gè)排列在基底的平面區(qū)域內(nèi)的液體噴射部分，每個(gè)液體噴射部分包括容納待噴射液體的液體腔；設(shè)置在液體腔內(nèi)的加熱器元件，當(dāng)加熱時(shí)加熱器元件在液體腔內(nèi)的液體中產(chǎn)生氣泡；和相應(yīng)于由加熱器元件產(chǎn)生的氣泡，用于噴射液體腔中的液體的噴嘴，其中在多個(gè)加熱器元件中，當(dāng)從一端數(shù)起時(shí)位于第M個(gè)位置的加熱器元件的中心設(shè)置在沿著加熱器元件的排列方向延伸的直線L1上或在其附近，其中，M是奇數(shù)或偶數(shù)，且當(dāng)從該一端數(shù)起時(shí)位于第N個(gè)位置的加熱器元件的中心設(shè)置在直線L2上或在其附近，其中，當(dāng)M是奇數(shù)時(shí)N是偶數(shù)，當(dāng)M是偶數(shù)時(shí)N是奇數(shù)，直線L2與直線L1平行并與直線L1以間隔δ隔開，其中，δ為大于0的實(shí)數(shù)，液體腔在平面視圖中以大致凹陷的結(jié)構(gòu)形成，以包圍加熱器元件的三個(gè)側(cè)面，多個(gè)加熱器元件以恒定的間距P在直線L1和直線L2的方向上排列，包圍設(shè)置在直線L1上或其附近的加熱器元件的液體腔和包圍設(shè)置在直線L2上或其附近的加熱器元件的液體腔被設(shè)置為它們的開口部分彼此方向相反，在排列在直線L1上或其附近并彼此以距離2P間隔開的液體腔之間，和排列在直線L2上或其附近并彼此以距離2P間隔開的液體腔之間，相對于液體腔的排列方向在至少其中之一處形成有間隙Wx，其中，Wx是大于0的實(shí)數(shù)，在排列在直線L1上或其附近的液體腔和排列在直線L2上或其附近的液體腔之間，相對于垂直于液體腔排列方向的方向上形成了間隙Wy，其中，Wy是大于0的實(shí)數(shù)，其中Wy＞W(wǎng)x，和通過間隙Wx和間隙Wy分別形成了寬度等于間隙Wx的液體通道和寬度等于間隙Wy的液體通道。
2.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中寬度等于間隙Wy的液體通道是在直線L1和直線L2之間形成為Z字形結(jié)構(gòu)的通道。
3.如權(quán)利要求2所述的液體噴射頭，其中下述壁部具有向通道一側(cè)突出的V形結(jié)構(gòu)，其中，所述壁中沒有形成寬度等于間隙Wx的液體通道，并且，所述壁構(gòu)成了在直線L1和直線L2之一上及其附近形成的液體腔之間形成的寬度等于間隙Wy的液體通道的壁表面。
4.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其中，還包括噴射方向偏轉(zhuǎn)裝置，其用來將從每個(gè)液體噴射部分的噴嘴中噴出的液體的噴射方向偏轉(zhuǎn)至相對于所述液體噴射部分排列方向的多個(gè)方向，其中多個(gè)加熱器元件在液體噴射部分的排列方向上并排設(shè)置在每一個(gè)液體腔中，噴射方向偏轉(zhuǎn)裝置在供給到每一個(gè)液體腔中的多個(gè)加熱器元件中的至少一個(gè)和至少另一個(gè)的電流量之間設(shè)置一個(gè)差值，并在此差值的基礎(chǔ)上控制從噴嘴噴出的液體的噴射方向。
5.一種包括液體噴射頭的液體噴射裝置，該液體噴射頭具有多個(gè)排列在基底平面區(qū)域中的液體噴射部分，每個(gè)所述液體噴射部分包括容納待噴射液體的液體腔，設(shè)置在液體腔內(nèi)的加熱器元件，當(dāng)加熱時(shí)加熱器元件在液體腔內(nèi)的液體中產(chǎn)生氣泡；和相應(yīng)于由加熱器元件產(chǎn)生的氣泡，用于噴射液體腔中的液體的噴嘴，其中在多個(gè)加熱器元件中，當(dāng)從一端數(shù)起時(shí)位于第M個(gè)位置的加熱器元件的中心設(shè)置在沿著加熱器元件的排列方向延伸的直線L1上或在其附近，其中，M是奇數(shù)或偶數(shù)，且當(dāng)從該一端數(shù)起時(shí)位于第N個(gè)位置的加熱器元件的中心設(shè)置在直線L2上或在其附近，其中，當(dāng)M是奇數(shù)時(shí)N是偶數(shù)，當(dāng)M是偶數(shù)時(shí)N是奇數(shù)，直線L2與直線L1平行并與直線L1以間隔δ隔開，其中，δ為大于0的實(shí)數(shù)，液體腔在平面視圖中以大致凹陷的結(jié)構(gòu)形成，以包圍加熱器元件的三個(gè)側(cè)面，多個(gè)加熱器元件以恒定的間距P在直線L1和直線L2的方向上排列，包圍設(shè)置在直線L1上或其附近的加熱器元件的液體腔和包圍設(shè)置在直線L2上或其附近的加熱器元件的液體腔被設(shè)置為它們的開口部分彼此方向相反，在排列在直線L1上或其附近并彼此以距離2P間隔開的液體腔之間，和排列在直線L2上或其附近并彼此以距離2P間隔開的液體腔之間，相對于液體腔的排列方向在至少其中之一處形成間隙Wx，其中，Wx大于0的實(shí)數(shù)，排列在直線L1上或其附近的液體腔和排列在直線L2上或其附近的液體腔之間，在垂直于液體腳排列方向的方向上，形成了間隙Wy，其中，Wy是大于0的實(shí)數(shù)，其中Wy＞W(wǎng)x，和通過間隙Wx和間隙Wy分別形成了寬度等于間隙Wx的液體通道和寬度等于間隙Wy的液體通道。
6.如權(quán)利要求5所示的液體噴射裝置，其中寬度等于間隙Wy的液體通道是在直線L1和直線L2之間以Z字形結(jié)構(gòu)形成的通道。
7.如權(quán)利要求6所述的液體噴射裝置，其中下述壁部具有V形結(jié)構(gòu)并向通道一側(cè)突出，其中，所述壁中沒有形成寬度等于間隙Wx的液體通道，并且，所述壁構(gòu)成了在直線L1和直線L2之一上及其附近形成的液體腔之間形成的寬度等于間隙Wy的液體通道的壁表面。
8.如權(quán)利要求5所述的液體噴射裝置，其中，還包括噴射方向偏轉(zhuǎn)裝置，其用來將從每個(gè)液體噴射部分的噴嘴中噴出的液體的噴射方向偏轉(zhuǎn)至相對于液體噴射部分排列方向的多個(gè)方向，其中多個(gè)加熱器元件在液體噴射部分的排列方向上并排設(shè)置在每一個(gè)液體腔中，噴射方向偏轉(zhuǎn)裝置在供給到每一個(gè)液體腔中的多個(gè)加熱器元件中的至少一個(gè)和至少另一個(gè)的電流量之間設(shè)置一個(gè)差值，并在此差值的基礎(chǔ)上控制從噴嘴噴出的液體的噴射方向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液體噴射頭，包括多個(gè)排列在基底平面區(qū)域內(nèi)的液體噴射部分。每個(gè)液體噴射部分包括容納待噴射液體的液體腔，設(shè)置在液體腔中的加熱器元件，當(dāng)加熱時(shí)加熱器元件在液體腔內(nèi)的液體中產(chǎn)生氣泡，和相應(yīng)于由加熱器元件產(chǎn)生的氣泡，用于噴射液體腔中的液體的噴嘴。
文檔編號(hào)B41J2/05GK101020389SQ20071008798
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月2日
發(fā)明者江口武夫, 小野章吾, 宮本孝章, 竹中一康 申請人:索尼株式會(huì)社