專利名稱：液體噴頭制作方法和按此方法獲得的液體噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種制作液體噴頭的方法，這種噴頭依靠向液體加熱能，產(chǎn)生氣泡，以噴出要求的液體。更確切地說，此發(fā)明是關(guān)于一種用來制作液體噴頭的方法，它采用了活動部件、利用產(chǎn)生氣泡安排移動。進一步說，本發(fā)明涉及一液體噴頭、一使用液體噴頭的噴頭盒(cartridge)，一液體噴射裝置，一噴頭套件。
本發(fā)明適用于諸如打印機，復(fù)印機，帶有通訊系統(tǒng)的傳真機，帶有打印機部分(或類似部分)的字處理器，以及同各種處理設(shè)備和處理器件相結(jié)合的工業(yè)處理設(shè)備中，在處理設(shè)備中，需要向紙、線、纖維、織物、皮革、金屬、塑料樹脂材料、玻璃、木材、陶瓷等等記錄物質(zhì)上有效地記錄。
在這里，“記錄”并不僅指形成具有特定含義的字母或數(shù)字之類圖象，還包括了描繪那些不具有特定含義的圖案圖象。
所謂的氣泡噴射式墨水噴射記錄方法是公知的，它把能量，如熱，傳給墨水，使之產(chǎn)生短暫的狀態(tài)改變，并導(dǎo)致短時體積變化(氣泡產(chǎn)生)，從而利用狀態(tài)變化產(chǎn)生的力量使墨水從噴射口噴到并留在記錄材料上形成圖象。就象美國專利No.4723129所披露的那樣，一個采用氣泡噴射記錄方法的記錄設(shè)備一般包括一個用來噴射墨水的噴出口，一個與噴出口相關(guān)聯(lián)的墨水通路，以及一個設(shè)置在墨水通路上的用來產(chǎn)生能量的電熱轉(zhuǎn)換器。
這種記錄方法的好處在于，可以在高速和低噪聲下產(chǎn)生高質(zhì)量的圖象，可以高密度地設(shè)置眾多的此類噴出口，因此，實現(xiàn)了高分辨率，小體積的記錄儀器，也可輕而易舉地實現(xiàn)彩色圖象。正因為如此，氣泡噴射記錄技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于打印機、復(fù)印機、傳真機或其它辦公設(shè)備，以及類似織物印染設(shè)備等工業(yè)系統(tǒng)中。
對于這樣的氣泡噴射記錄方法，人們提出采用一種在(墨水)流動通路上引入一個閥之類的活動部件的結(jié)構(gòu)，來提高噴射效率。
例如，日本公布的專利申請No.63-199972描述了一種制作閥元件的方法，在墨水噴射記錄頭的液流通路中用了這種閥。
在這一公開的專利中，閥是通過對光敏樹脂或類似物質(zhì)采用光刻(photolithography)形成的。
另外，日本公布的專利申請No.63-197652描述了一種以在液流通路上游(up stream)提供檢查(check)閥而在墨水噴射頭中制作閥的方法。
在這一出版物中，通過光刻利用了部分襯底閥在一個襯底(sub-strate)上整體形成。
日本公布的專利申請No.631918(美國專利No.5,278,585)公開了一個用來生產(chǎn)帶有單向閥的墨水噴頭。這是一個用來制造帶有硅襯底活動部件的墨水噴頭的辦法。其部件采用光刻模板，各向異性蝕刻處理。這一出版物也公布了一個在硅襯底上形成二氧化硅層的活動部件的辦法，一個通過在硅晶片表層上注入或擴散硼形成活動部件的辦法，一個通過注入硼發(fā)生的模板式蝕刻終止而形成可活動部件的方法，等等。
作為本發(fā)明的背景技術(shù)，有一背景技術(shù)利用基本、傳統(tǒng)的依靠在液體通路上產(chǎn)生氣泡(特別地，就是依靠薄層沸騰(film boiling)而噴射液體的辦法，把基本的噴射特性提高到過去無法想到的水平上。
利用這些背景技術(shù)，一些目前的發(fā)明者開始發(fā)現(xiàn)明顯改善噴射特點的最重要的因素是根據(jù)氣泡自身給與噴出部分能量的影響考慮增加下游氣泡部分。即，人們發(fā)現(xiàn)通過有效地指引氣泡下游部分向噴射方向移動可以改善噴射效率和速度?；谶@一發(fā)現(xiàn)，發(fā)明者們走到了和傳統(tǒng)技術(shù)相比極高的技術(shù)層次上，他們有效地把氣泡的下游部分移到了活動部件的自由端一面。
此外，人們也發(fā)現(xiàn)考慮結(jié)構(gòu)因素，如活動部件和與產(chǎn)生氣泡的加熱區(qū)下游側(cè)增加氣泡有關(guān)的液體通路。例如，在下游一側(cè)，從中線以液體流動的方向經(jīng)過電熱轉(zhuǎn)換器的中心區(qū)域，或一個有助于氣泡產(chǎn)生的表面的中心區(qū)域。
基于以上發(fā)現(xiàn)，有些目前的發(fā)明者發(fā)明了或建議了一個全新的液體噴頭的結(jié)構(gòu)。
這種噴頭有第一通路部分，使液體同噴射出口相通，還有第二通路部分內(nèi)置電熱轉(zhuǎn)換器。另有一個分隔壁置于第一通路部分與第二通路部分之間，壁上有一個可移到第一通路部分的活動部件。當此部件移動后，第一通路部分和第二通路部分液體相連。
這一噴頭是被設(shè)計成以如下方式影響噴射的，電熱轉(zhuǎn)換器生成氣泡，當氣泡增多時，活動部件就移到第一通路部分那邊，于是壓力就由已移位的活動部件引向噴射口。
上述在液體噴頭中采用了依靠氣泡移動的活動部件，噴頭是由一個帶有電熱轉(zhuǎn)換器的襯底，第二通路部分的壁，帶有活動部件的分隔壁，一個附有第一通路部分側(cè)壁的帶槽頂板放置，連接，和用壓力彈簧密封而成的。
在上面制造液體噴頭的過程中，有時在分隔壁和第二通路部分側(cè)壁之間會因生產(chǎn)差異出現(xiàn)隙縫，這靠生產(chǎn)控制是不易避免的。如果在這一區(qū)域出現(xiàn)了縫隙，壓力的泄放氣泡會從這個縫隙逸散，從而導(dǎo)致因噴射壓力不足噴射失敗，因為壓力波從縫中逸散，傳到相鄰的通路中，并使其中的液體波動，于是在連續(xù)驅(qū)動中有時就會出現(xiàn)噴射量的變化。一個避免出現(xiàn)縫隙的辦法是用膠合劑把分隔壁和第二通路部份的側(cè)壁粘住。但是這是不好的，因為那種情況下膠合劑會侵入活動部件和分隔壁之間的空間，以至于使活動部件無法移動。
更糟的是，上述生產(chǎn)方法需要把襯底，分隔壁，帶槽頂板定位，這需要大量的時間以保證定位的精度。
以上述
背景技術(shù)：
的觀點來看，本發(fā)明的一個特定的目的就是提供一個制作活動部件的方法。這一活動部件可以有效、實用地控制氣泡的產(chǎn)生，可用于一般閥門，或新式噴頭及目前發(fā)明者們在以前申請中所描述的噴射原理中。
更具體地說，本發(fā)明的第一個目的是提供一個方法，可以輕易，便宜，高精度地生產(chǎn)噴頭和一個設(shè)備。它們可以建造能提供多種液體的減少部件的液體引導(dǎo)通路，實現(xiàn)上面噴射原理所得到的理想結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第二個目的是提供一個生產(chǎn)方法來實現(xiàn)上面噴射原理所得出的理想結(jié)構(gòu)噴頭，并進一步提供更加低成本，高精度的商品層次的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明中用來實現(xiàn)上面目的的典型特點如下。
按照本發(fā)明的一個方面，它提供了一個制作液體噴射頭的辦法。這一噴射頭有一個用來噴射液體的噴出口，一個熱產(chǎn)生元件來向上面所說液體提供熱能，一個包括第一通路部份和第二通路部分的液流通路。第一通路部分與所述的噴出口，以液體相通，第二通路部分在所說第一通路部分下面，且在底面有所說熱產(chǎn)生元件，一個將所說液流通路分隔成所說第一通路部分和第二路線部分的分隔壁，一個放在所說熱產(chǎn)生元件之上，在上面所說分隔壁之上，可以根據(jù)上面所說熱能在液體中所產(chǎn)生的汽泡而移動到第一通路部分一側(cè)的活動部件，并且憑借所說氣泡產(chǎn)生第一通路部份與第二通路部分相互以液體連通而所說的壓力通過所說的活動部件的移動指向所說噴出口，以噴射所說的液滴。所說的方法包括一個準備對所說熱產(chǎn)生元件提供襯底的步驟，一個形成帶有所說可移部件及上面所說第二通路部分側(cè)壁形成有槽分隔壁的步驟，和一個連接上面所說帶槽分隔壁到上面所說襯底從而形成上面所說第二通路部分的步驟。
按照本發(fā)明的另一個方面，它提供了一種制作液體噴頭的方法。此噴頭具有為噴射液體用的噴出口，有向所說液體供給熱能的熱產(chǎn)生元件，有一個包括第一通路部分和第二通路部分的液流通路。此第一通路部分與所說噴出口有液體連通，而第二通路部分安置在所說第一通路部分下面，其底面裝有所說的熱產(chǎn)生元件，有將所說的液流通路分成所說第一通路部分和第二通路部分的分隔壁，還有一放置在所說熱產(chǎn)生元件上部、在所說分隔壁上的活動部件，以便根據(jù)由所說的熱能在液體中生成的氣泡被移動到第一通路部分的一側(cè)，憑借所說氣泡的生成，使第一通路部分與第二通路部分以液體連通，同時所說的壓力通過所說活動部件的移動指向所說的噴出口，以噴射所說的液滴。其中所說的活動部件由提供的帶有槽的所說分隔壁形成，而所說活動部件的槽是用電成型加工所說的分隔壁而形成。
按照本發(fā)明的另一方面，它提供了一種制作液體噴頭的方法，此噴頭具有為噴射液體用的噴出口，有對所說液體供給熱能的熱產(chǎn)生元件，有一包括第一通路部分和第二通路部分的液流通路，此第一通路部分與所說噴出口有液體連通，而第二通路部分安置在所說第一通路部分下面，所說的熱產(chǎn)生元件被安放在它的底面。有將所說的液流通路分成所說第一通路部分和第二通路部分的分隔壁，還有一放置在所說熱產(chǎn)生元件上部、在所說分隔壁上的活動部分，以便根據(jù)由所說的熱能在液體中生成的氣泡能被移動。其中所說的活動部件由提供的帶有槽的所說分隔壁形成，而所說活動部件的槽是用電成型加工所說的分隔壁而形成。
按照本發(fā)明的再一個方面，它提供了一種液體噴頭，此噴頭具有為噴射液體用的噴出口，有對所說液體供給熱能的熱產(chǎn)生元件，有包括第一通路部分和第二通路部分的液流通路，此第一通路部分與所說噴出口有液體連通，而第二通路部分安置在所說第一通路部分下面，所說的熱產(chǎn)生元件被安放在它的底面，有將所說的液流通路分成所說第一通路部分和第二通路部分的分隔壁，還有一放置在所說熱產(chǎn)生元件上部、在所說分隔壁上的活動部件，以便根據(jù)由所說的熱能在液體中生成的氣泡被移動到第一通路部分的一側(cè)，憑借所說氣泡的生成，使第一通路部分與第二通路部分以液體連通，同時所說的壓力通過所說活動部件的移動指向所說的噴出口，以噴射所說的液滴。其中提供的帶有所說活動部件的分隔壁與第二通路部分的側(cè)壁是整體形成的。
按照本發(fā)明的進一步的一個方面，它提供了一個噴頭盒(car-tridge)，此噴頭盒具有一個上面描述的液體噴頭和一個液體容器。
按照本發(fā)明的進一步的一個方面，它提供了一個液體噴射設(shè)備，它具有上述液體噴射頭和能提供驅(qū)動信號使液體噴射頭噴液的驅(qū)動信號提供裝置。
按照本發(fā)明進一步的一個方面，它提供了一個液體噴射設(shè)備，它具有上述液體噴射頭和能用來承載接受從液體噴射頭上噴出的液體的媒質(zhì)的記錄媒質(zhì)承載裝置。
按照本發(fā)明進一步的一個方面，它提供了一噴頭套件(kit)，它具有上述液體噴射頭和一個容納向液體噴射頭提供的液體的液體容器。
按照本發(fā)明進一步的一個方面，它提供了一噴頭套件，它具有上述液體噴射頭，一個容納向液體噴射頭提供的液體的液體容器以及向液體容器中充填液體的液體充填裝置。
按照本發(fā)明進一步的一個方面，它提供了一種根據(jù)上述液體噴射記錄方法已被一種墨水作為液體噴射記錄過的材料。
本發(fā)明的以上特點使得一種能有效、實用地控制氣泡產(chǎn)生，用于一般閥門或前面申請中所描述的新式噴頭的噴射原理的活動部件可以在成本低、組裝部件少的情況下精密制造，從而作為商品，走上實用階段。本發(fā)明的特點也使傳統(tǒng)噴射原理的噴頭顯示了最佳效果。
更詳細地說，通過預(yù)先整體形成具有活動部件的分隔壁和第二通路部分的側(cè)壁的辦法，隙縫就不會在分隔壁和第二通路部分的側(cè)壁之間形成，這樣在生產(chǎn)液體噴頭中的許多步驟就可以省略，從而提高了生產(chǎn)能力。
進一步說，因為隙縫寬度或類似指標可以通過用電成型形成分隔壁而從其上以預(yù)定的縫寬分離出活動部件的辦法精密處理，這使得噴射液隨活動部件的移動，按要求的量精確地被噴射。此活動部件可以精確地響應(yīng)因液體受從電熱轉(zhuǎn)換器來的熱所產(chǎn)生的氣泡的壓力，并做相應(yīng)移動。這也就實現(xiàn)了高質(zhì)量圖象的形成。
本發(fā)明的其它效果可以從實施例的描述中得到。
在本說明書中，名詞“上游”(upstream)和“下游”(downstream)是依照一般的從液體源通過液流通路到噴口的液體流動來定義的，或者在這個結(jié)構(gòu)里可當作“向……方向”這一短語來表達。
進一步，一個氣泡的“下游”部分本身就表示一個氣泡的噴出口一側(cè)部分，其直接作用主要就是噴出一個液滴。更確切地說，它表示氣泡在上面所說流向中的下游部分，或者在相對氣泡中心上部結(jié)構(gòu)的方向，或者是從熱產(chǎn)生元件中心區(qū)看出現(xiàn)在下游區(qū)的一個氣泡。
在本篇中，“實際密封”一般是指以下一種密封狀態(tài)，即當一個氣泡變大，它在活動部件移動之前并不從活動部件旁邊的縫隙中滲出。
在本篇中，“隔離壁”表示一壁(它可能包括活動部件)，它插進來把和噴口直接液體連通的區(qū)域和氣泡產(chǎn)生區(qū)域分開，更確切地說，應(yīng)該是一個分隔包括氣泡產(chǎn)生區(qū)的液流通路和與噴口直接液體連通的液流通路的壁，從而防止了相應(yīng)兩個液流通路中的液體的混合。


圖1是一個概要的，分解的視圖，它解釋了一個按照本發(fā)明的液體噴射頭實施例中主要部件的結(jié)構(gòu)。
圖2是一個剖視圖，它顯示了在圖1中作為液體噴射頭主要部分的液體流動通路以及噴出口部分。
圖3是一個分解的圖表，它顯示了圖1中液體噴射頭的主要部分。
圖4是一個分解的透視圖，它顯示了按照本發(fā)明的液體噴墨頭(jet head)的主要部分。
圖5是一個圖解透視圖，它顯示了有槽的分隔壁，并且分隔壁與第二通路部分的側(cè)壁是作為整體形成的。
圖6A到6H是解釋圖，顯示了本發(fā)明的實施例1中分隔壁的制作步驟。
圖7A到7D是解釋圖，顯示了本發(fā)明的實施例2中分隔壁的制作步驟。
圖8A到8C是解釋圖，顯示了本發(fā)明的實施例2中所用基體(matrix)的制作步驟。
圖9A到9F是解釋圖，顯示了本發(fā)明的實施例3中分隔壁的制作步驟。
圖10A到10E是解釋圖，展示了本發(fā)明的實施例4的分隔壁的制作步驟。
圖11A到11D是解釋圖，展示了本發(fā)明的實施例5的分隔壁的制作步驟。
圖12A到12D是解釋圖，展示了本發(fā)明的實施例6的分隔壁的制作步驟。
圖13A到13D是解釋圖，展示了本發(fā)明的實施例7的隔壁的制作步驟。
圖14顯示了一個包括本發(fā)明的液體噴頭的液體噴頭盒的概要，分解，透視圖。
圖15是一個包括本發(fā)明的液體噴頭的液體噴射裝置的概要圖。
圖16是一個方塊圖，展示了采用本發(fā)明的液體噴頭和液體噴射辦法的全部墨水噴射記錄操作裝置。
圖17是一個概要的，透視圖，解釋了采用本發(fā)明的液體噴頭的噴墨記錄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
圖18是一個概要平面視圖，顯示了一個具有本發(fā)明的液體噴射頭的噴頭套件(kit)。
圖19是一個剖面圖，作為一個按照本發(fā)明的液體噴射頭的例子，顯示了一個側(cè)射型(side shooter)噴頭的主要結(jié)構(gòu)。
圖20A到20D是簡圖，顯示了一個適用于本發(fā)明，實現(xiàn)了新式噴射原理的液體噴頭的例子。
圖21是一個部分缺省圖，圖20A到20D中的液體噴頭的剖面圖。
圖22是一個簡圖，顯示了在傳統(tǒng)噴射原理下，由氣泡引起的壓力傳播的狀態(tài)。
圖23是一個概圖，顯示了在適用于本發(fā)明的新型噴射原理下，由氣泡引起的壓力傳布的狀態(tài)。
圖24A到24C顯示分隔壁上槽的結(jié)構(gòu)的概要平面圖。
圖25A是一個電成型的縫槽的放大的剖面圖。而圖25B是一個激光照射形成的槽的放大的剖面圖。
(原理的解釋)適用于本發(fā)明的噴射原理將參照附圖解釋。
圖20A到20D是液體排放頭沿液體流動方向?qū)σ后w噴頭的概要橫斷視圖。圖21是液體噴頭的部分缺省的透視圖。
如圖20A到20D所示，液體噴射頭包括附在襯底401上的一個熱產(chǎn)生元件402，(在本實施例中，是一個40μm×105μm的產(chǎn)生熱的電阻)它作為噴射能量產(chǎn)生元件為液體提供噴射能量以噴射液體，還有在襯底401上形成的液體流通路410與熱產(chǎn)生元件402對應(yīng)，液體流通路410與排出端口418及公共液室413以液體相通，液室413為眾多與噴出口418相通的液體流通路410提供液體。
在元件襯底401上面，在液體流通路410中，一個可活動部件或一塊彈性材料(如金屬)以懸臂形式具有平整部分的板431面對著熱產(chǎn)生元件402，被提供活動部件431的一端固定在基座(支撐部件)434或類似由在液體流通路410或元件襯底401的壁上的光敏樹脂材料模板提供的物質(zhì)上。在本結(jié)構(gòu)中，活動部件431被支撐，即形成支點433支點部分活動部件431如此放置，它有個支點433。(支點是一個固定端)在相對眾多液體流的上一側(cè)，來自公共液室413的液體，經(jīng)活動部件431到噴出口418，引起噴射動作。同時有一個自由端432在支點433下游一側(cè)、相應(yīng)地，活動部件431以約15μm的間隙面對著生熱元件402，因此它蓋著熱產(chǎn)生元件402，一個氣泡產(chǎn)生域就在熱產(chǎn)生元件和活動部件間形成了。這種類型的熱產(chǎn)生元件或活動部件的結(jié)構(gòu)或位置并不局限于上面所描述的，而是會隨著氣泡的長大而變化，從而控制壓力傳播。為了更容易理解下文將要描述液體流動，液流通路410為活動部件431分成一個直接同噴出口相連的第一液流通路414和一個帶有氣泡產(chǎn)生區(qū)411和液體提供端口412的第二液流通路416。
通過熱產(chǎn)生元件402產(chǎn)生熱量，熱被傳給在活動部件431和熱產(chǎn)生元件402之間的氣泡生成區(qū)411中的液體，于是在液體中就會因薄層沸騰現(xiàn)象而產(chǎn)生氣泡。正向美國專利No.4,732,129公開過的，氣泡和由氣泡生成所導(dǎo)致的壓力主要對活動部件起作用，所以活動部件431運動或移位。就象圖20B，20C或圖21所示的那樣，它會相對支點433，向噴出口一側(cè)張大。由于可移動部件431的移動或者說由于移動后的狀態(tài)，由氣泡產(chǎn)生所導(dǎo)致的壓力傳播和氣泡自身的增長會指向噴出口。
這里，適應(yīng)于本發(fā)明的一個基本的噴射原理將被描述，這一發(fā)明的重要原理之一是活動部件根據(jù)氣泡的移動而被確定根據(jù)氣泡產(chǎn)生導(dǎo)致的壓力或者說自身產(chǎn)生的氣泡的壓力被從正常的第一位置移到了第二位置，活動部件431的移動有效地引導(dǎo)由氣泡產(chǎn)生或自身增長的氣泡所產(chǎn)生壓力指向下游，即噴出口418的所在地。
更詳細的描述可以由比較不用活動部件的傳統(tǒng)液流通路結(jié)構(gòu)(圖22)和本發(fā)明(圖23)得到。這里，壓力傳播方向指向被標作VA的噴出口，且壓力傳播方向向著被標作VB的上游。
正如圖22所示，在傳統(tǒng)的噴頭中，沒有任何結(jié)構(gòu)元件有效地調(diào)節(jié)由氣泡440產(chǎn)生所導(dǎo)致的壓力傳播的方向。因此，壓力擴散方向通常垂直氣泡表面，即由V1-V8表示，因此，在路徑中指向各個方面。在這些眾多的方向上，傳播的壓力更接近噴出口(V1-V4)，它們所具有的壓力分量在VA方向，這個方向?qū)σ后w噴射是最有效的，這部分非常重要，因為它直接增進了液體噴射效率，液體噴射壓力和噴射速度，而且，分量V1最靠近VA方向，也就是噴射方向，因此也最有影響。V4相對來說就只有一小部分VA方向的分量。
另一方面，在本發(fā)明的情況下，(示于圖23)，活動部件431有效地引導(dǎo)氣泡的壓力擴散方向V1-V4到下游(噴射口一側(cè))，而不是象圖22所示指向各個方向。由于壓力擴散指向VA，所以氣泡440的壓力直接有效地支持了噴射。
進一步，氣泡自身增長的方向也同樣被引向壓力擴展的下游方向，V1-V4，氣泡在下游比上游增得多。因此，氣泡自身增長的方向也就由活動部件控制，從氣泡的壓力擴散方向也被同樣控制，所以噴射效率、噴射力量、噴射速度等等都從根本上提高了。
再回頭看一下圖20A到20D，在這個實施例中詳述了液體噴頭的噴射動作。
圖20A展示了提供能量，如電能，給熱產(chǎn)生元件402之前的狀態(tài)。因此，還沒有熱產(chǎn)生。應(yīng)該注意到活動部件431至少也是放置成向熱產(chǎn)生元件生熱產(chǎn)生氣泡的下游部分。換句話說，要想氣泡的下游部分作用到活動部件上，液體流通道結(jié)構(gòu)必須使得活動部件403至少延伸到熱產(chǎn)生元件區(qū)域中心403的下游(通過熱產(chǎn)生元件區(qū)域中心403的線的下游并垂直于流通路的長度)。
圖20B顯示了給熱產(chǎn)生元件402加電能，使其產(chǎn)熱的一種狀態(tài)，液體的一部分被裝入氣泡產(chǎn)生區(qū)411由這樣產(chǎn)生的熱加熱，所以氣泡就因薄層沸騰而產(chǎn)生。
在這個時候，活動部件431被氣泡440產(chǎn)生所導(dǎo)致的壓力作用，從第一位置移動到第二位置，從而引導(dǎo)氣泡440壓力傳播指向噴出口。應(yīng)當注意到，如上文所說，活動部件431的自由端432被放置在下游側(cè)(噴出口側(cè))，而固定支點433被置在上游側(cè)(公共液體室側(cè))。所以至少有一部分活動部件會面向氣泡的下游部分，也就是，熱產(chǎn)生元件的下游部分。
圖20C展示了氣泡440進一步增長的狀態(tài)，由于氣泡440產(chǎn)生而導(dǎo)致的壓力，活動部件431作進一步移動。產(chǎn)生的氣泡在下游比上游增長的快，它極大地超過了活動部件的第一位置(虛線位置)。因此，很易理解隨著氣泡440的增長，活動部件431逐漸移位，因此氣泡440壓力傳播方向，也就是體積移動最容易的方向，即氣泡增長的方向，始終向著噴出口，所以噴射效率增加了。當活動部件引導(dǎo)氣泡和氣泡產(chǎn)生的壓力指向噴出口時，很難阻止這一擴散和增長，也就很容易隨著壓力的程度有效地控制壓力傳播方向和氣泡增長方向。
圖20D顯示了氣泡440因氣泡壓力減小縮小、消失的狀態(tài)，特別是薄層沸騰現(xiàn)象。
被移動到第二個位置的活動部件431，在由活動部件本身所固有的彈性力和由于氣泡收縮產(chǎn)生的負壓所提供的回復(fù)力的共同作用下，回到了圖20A所示的初始位置(第一個位置)。隨著氣泡的破裂液體由下游回流，即從如VD1和VD2所指示的普通的液室一側(cè)和如Vc所指示的噴出口一側(cè)回流，以填補在氣泡生成區(qū)域411由于氣泡破裂和液體射出的量。
在前面，已做了關(guān)于活動部件在氣泡生成以及液體噴射時的運行機制的描述?，F(xiàn)在，將要對本發(fā)明中液體噴射器頭部的液體重注入進行描述。
在如圖20C所示的狀態(tài)之后，當氣泡440達到最大體積后便進入氣泡的破裂過程，大量液體足以彌補由于氣泡的破裂而減少的體積流入由第一液體流通路414的一側(cè)噴出口418由和第二液流通路416的普通液室413氣泡生成區(qū)域。
在傳統(tǒng)的沒有活動部件431的液流通道結(jié)構(gòu)中，從噴出口一側(cè)到氣泡破裂位置的液體總量和從公用液室中出來的液體總量，取決于比氣泡生成區(qū)域更近的噴出口部分的液流阻力，和比氣泡生成區(qū)域更近公用液室的部分的液流阻力。(取決于液流阻力和液體的慣性)。
因此，當供流口一側(cè)的液流阻力小于另一側(cè)的阻力時，將會有大量液體從噴射口一側(cè)流到氣泡破裂位置，并且液柱彎曲面(menisus)上的收縮力很大。為了增加噴射的效率減少噴出口處的液流阻力，在氣泡破裂時液柱彎曲面M的收縮力變大并使得液體重新灌入的周期變長，這樣就使得高速打印變得很困難。
根據(jù)這種設(shè)計，因為提供了活動部件431，液柱彎曲面處的收縮當活動部件在氣泡破裂時回到初始位置時停止增大，因此，通過第二液流通路416的液流VD2完成了提供液體來裝填體積W2的任務(wù)。(W1指的是在活動部件431的第一個位置以外的氣泡體積W的上半側(cè)的，W2是氣泡生成區(qū)11那一側(cè)的空間)。在優(yōu)選技術(shù)中，氣泡體積的W的一半是液柱彎曲面收縮的體積，但根據(jù)這種設(shè)計，只有一半(W1)是液柱彎曲面收縮的體積。
另外，給體積W2的液流補充由于氣泡破裂的壓力，被迫使主要受沿活動部件431的熱量產(chǎn)生元件一側(cè)的表面流動的第二液流通路的上游VD2影響。因此，可以使液體重新注入變得更迅速。
當利用氣泡破裂產(chǎn)生的壓力來重新注入液體在一個常規(guī)的噴頭進行時，液柱彎曲面的振動擴大，使得圖像的質(zhì)量惡化。然而，根據(jù)本實施例，在噴出口側(cè)的第一條液流通路414和氣泡生成區(qū)的噴出口一側(cè)的液流受到抑制，這樣液柱彎曲面的振動受到極大抑制。
因此，根據(jù)這種可行的設(shè)計，高速液體重注入可以由通過第二液流道路416的供液通路412的對氣泡生成區(qū)的強制重新注液和減少液柱彎曲面的收縮面和振動。因此，噴液的穩(wěn)定性和高速重復(fù)噴液就可以實現(xiàn)了，而且當這一實施例用于記錄領(lǐng)域時，圖象質(zhì)量的改進和記錄速度的提高也可實現(xiàn)。
這一設(shè)計提供了以下的有效的功能。它可以抑制由生成的氣泡產(chǎn)生的在上游一側(cè)的壓力(回波)的傳播。由加熱元件402處的氣泡生成區(qū)的公用液室413一側(cè)上游產(chǎn)生的壓力主要將導(dǎo)致使得液體流回到上游一側(cè)(回波)?；夭ㄍㄟ^指向上游一側(cè)的壓力破壞液體重新注入液流通路，這是液體和慣性力的運動結(jié)果。在這種設(shè)計下，這種對上游一側(cè)的影響由于活動部件431而受到抑制，因此重新注入的效果又得到進一步提高。
下面將進一步描述它的特點和優(yōu)點的作用。
這一設(shè)計的第二液流通路416有一個供液通路412，這一供液通路有一個內(nèi)壁在熱產(chǎn)生元件402的上游側(cè)，內(nèi)壁實質(zhì)上同熱產(chǎn)生元件402同樣高(熱產(chǎn)生元素的表面并沒有很大下降)。利用這種結(jié)構(gòu)，向熱產(chǎn)生元件402的表面和氣泡生成區(qū)411提供的液體出現(xiàn)在沿著活動部件431的表面在如VD2所示的靠近氣泡生成區(qū)411的位置上。因此，在熱量生成元件402表面的液體停滯受到抑制，這樣，溶解在液體中的氣體的脫溶(precipitation)現(xiàn)象受到抑制，沒有消失的殘余的氣泡將很容易被清除，而且，液體中熱量的積累也不太多。因此，穩(wěn)定的氣泡生成可以高速重復(fù)進行。在這一設(shè)計中，供液通道412有一個實質(zhì)上平的內(nèi)部壁，但這不限于這樣，如果它有一個由熱量生成元件表面伸出的光滑的結(jié)構(gòu)供液通道將會令人滿意，以致于液體的停滯發(fā)生在熱產(chǎn)生元件上，而在供液流中不會明顯地產(chǎn)生渦流。
輸入氣包生成區(qū)的供給液流可經(jīng)由如VD1所示的活動部件的側(cè)面部分(槽435)的一間隙流入。為了把施加在氣泡生成區(qū)上的壓力進一步有效地指向噴出口，一個大的活動部件組件將被運用，它復(fù)蓋了整個的氣泡生成區(qū)(蓋在熱產(chǎn)生元件的表面)，如圖20A到20D所示。而位于氣泡生成區(qū)411和靠近噴出口的第一液流通道414中間的液流的流阻由于活動部件431回復(fù)到第一個位置而增加，這樣，從VD1到氣泡生成區(qū)411的液流被阻止了。因而，根據(jù)這一設(shè)計的打印頭的結(jié)構(gòu)，有一個液流可以有效地向氣泡生成區(qū)提供液體，供液的性能得到極大提高，因此即使可活動部件431為提高噴射效率而復(fù)蓋了氣泡生成區(qū)411，供液性能也不會受到妨礙。
在自由端432和活動部件431的支點433之間的位置關(guān)系是使得自由端在如圖23所示的支點的下游位置。有了這一結(jié)構(gòu)，導(dǎo)引壓力的傳播方向和氣泡向噴射口一側(cè)或類似的生長方向可以有效地確保氣泡的生成。另外，位置關(guān)系不僅可以有效地實現(xiàn)與噴射相關(guān)的功能和效果，而且可以很好地減少供液時流經(jīng)液流通路410的流體阻力，這樣可以實現(xiàn)高速重新注液。當被如圖23所示的噴射作用吸引而收縮的液柱彎曲面由于毛細作用回到噴射口418時，或當提供的液體足以彌補氣泡破裂時，自由端和支點433的位置是使得通過液流通道410(這其中包括第一液流通道414和第二液流通道416)的液流S1，S2，S3不會受到阻礙。
更特別地，如前面所述，在這種設(shè)計中活動部件431的自由端432對著一個區(qū)域的中央403的下游位置，這個區(qū)域把熱量生成元件402分成上游區(qū)域和下游區(qū)域，(這線穿過熱量生成元件區(qū)的中心(中心部分)并垂直于液流通路長度方向)?；顒硬考?31接收壓力和氣泡，這氣泡和對熱量生成元件的中心位置403的下游一側(cè)的液體的噴射很有作用的，并且它把力引向噴射口一側(cè)，這樣就從根本上提高了噴射效率或噴射刀。
用上游一側(cè)氣泡更有優(yōu)越性，如下所述。
而且，在本實施例的結(jié)構(gòu)中認為在這種設(shè)計中，活動部件431的自由端瞬間的機械運動，也有利于液體的噴射。
本發(fā)明的實施例中參考附圖作進一步說明。
圖1是一個簡要分解的透視圖，為了解釋本發(fā)明中的實施例中液體噴射頭的主要結(jié)構(gòu)。圖1說明了省去了一個由噴射口提供的通氣孔板。圖2是為了顯示噴射出口和作為圖1的液體噴射頭的主要部分的液流通道的一部分而作的截面圖，圖3是為了顯示圖1的液體噴射頭的主體而作的一個部分的簡圖。
在圖1到圖3中，參考數(shù)字1表示一個元件襯底，在其中熱產(chǎn)生元件2作為元件被提供以在為液體中生成氣泡所需的熱能的電熱轉(zhuǎn)換。
元件襯底1有由鋁或相似的金屬構(gòu)成的導(dǎo)線電極(0.2到1.0μm厚)，和由鉿的硼化物(HfB2)，鉭的氮化物(TaN)，鋁化鉭(TaAl)或相類似的物質(zhì)組成的電阻層(0.01到0.2μm厚)，它們在一個SiO2或SiN薄膜上構(gòu)成了熱量生成元件2，這是為了在硅襯底或相類似的襯底上形成電絕緣性和熱量的累積。當一個電壓通過導(dǎo)線電極加到電阻層上時，熱量生成元件2就產(chǎn)生熱量。
一個由SiO2，SiN或相類似的物質(zhì)組成的保護層(0.1到2.0μm厚)存在于導(dǎo)線電極間的電阻層中，而且，一個由Ta或相類似的物質(zhì)組成的防空穴層(anti-cavitation Layer)(0.1到0.6μm厚)將在其上形成，以保護熱量生成元件2免受不同的液體如墨水的影響。
由于氣泡的生成和破裂而產(chǎn)生的壓力和沖擊波很強，以至于堅硬的和相對來說又是脆弱的保護膜將大大受損。因此，象Ta或相類似物質(zhì)構(gòu)成的金屬材料將被用來構(gòu)成防空穴層。
熱量生成元件2上的保護層，將取決于液體，液流通路的結(jié)構(gòu)和電阻材料在一起時的情況，并決定是否被省略掉。在熱量生成元件2上不需要保護層的電阻層的物質(zhì)包括，例如，Ir-Ta-Al合金或相類似的東西。
因此在前述實施例中的熱量生成元件的結(jié)構(gòu)可僅包括如所描述的電極間的電阻層(生成熱量的部分)，或包括一個為了保護電阻層而存在的保護層。
在本實施例中，熱量生成元件有一個帶有根據(jù)電信號產(chǎn)生熱量電阻層的生成熱量的部分，不限于此，任何可產(chǎn)生足夠的氣泡使得在第一液流通道中射出液體的方法都可在第二液流通道的液體中滿足需要。例如，生成熱量的部分可以是一種光熱換器的形式，它將射于其上的光，如激光，轉(zhuǎn)換成熱能，或一種可以把高頻波轉(zhuǎn)換成熱的熱量生成元件。
功能性元件，如變壓器，二極管，鎖存器，移位寄存器，等可選擇性驅(qū)動電熱轉(zhuǎn)換器的元件可整體地裝入元件襯底1，此外，已經(jīng)存在于襯底上的電熱轉(zhuǎn)換器(熱量生成元件)，它是由電阻層和向電阻層提供電信號的導(dǎo)線電極組成的。
在與熱量生成元件2一起提供的元件襯底1上，有著液流通道的第二通道部分4，這條液流通道在底面上，這樣熱量生成元件2可以通過作用在液體上而產(chǎn)生熱量。而且，在第二通道部分4的上方，有一個與噴射出口9直接以液體相連的液流通道的第一通道部分3。由具有彈性的材料，如金屬，樹脂或相類似的物質(zhì)形成的分隔壁被放在第二通道部分4和第一通道部分3之間，這樣就把第二通道的部分與第一條通道的部分分開。
在與熱量生成元件2在液流通道(在圖1中區(qū)域A在第一液流通道部分，區(qū)域B在第二液流通道部分)上形成的表面(在熱量生成元件2的上方)相垂直的方向上突出來一個空間，它是噴射壓力形成區(qū)，其壓力是為了噴射液體用的。本發(fā)明的液體噴頭當?shù)诙毫魍ǖ啦糠种械囊后w被熱量生成元件加熱時會產(chǎn)生氣泡，而且隨著氣泡生成變大而增加的壓力施加于噴射壓力生成區(qū)最終噴射出液體。
活動部件6由于位于噴射壓力生成區(qū)的分隔壁5上的槽而作成懸梁狀活動部件6作成這樣是使得其自由端6a位于噴射口9的一側(cè)(位于液流方向的下游或面對圖2時的左側(cè))，而且活動部件6的支點6b位于第一液流通道的部分3的普通液室10一側(cè)或是第二液流通道的部分4的普通液室一側(cè)。
因為本發(fā)明的液體噴頭在隔壁6上有一個活動部件6，它面向在第二液流通道部分的噴射壓力生成區(qū)B，如下所述，在第二液流通道部分中的液體在生成氣泡產(chǎn)生的壓力作用下，活動部件6向第一液流通道的部分3打開(或按圖2中的箭頭所示的方向)。
形成含有活動部件6的分隔壁5的材料可以是任何一種具有在液流通道中對液體的溶解具有阻礙作用的材料，它要有足夠的彈性來實現(xiàn)活動部件的性能，而且要允許形成一個精細的槽?？梢院芎玫剡_到這些要求的可被采用的材料包括具有高熱阻性高溶阻，高可塑性的樹脂類材料，更尤其是最新的工程塑料樹脂材料，如聚乙烯，聚丙烯，聚酰胺，聚乙烯對酞酸鹽，三聚氫 安脂，酚醛樹脂，環(huán)氧樹脂，聚丁二烯，聚氨基甲酸酯，polyetheretherketone，聚醚砜，pollyal-lylate，聚酰亞胺，聚砜，液晶聚合物(LCP)等等，以及它們的化學混合物，或是金屬，象二氧化硅，氮化硅，鎳，金，不銹鋼等等以及它們的合金或化學混合物，或鍍有金或鈦的金屬。
分隔壁5的厚度取決于所用的材料和結(jié)構(gòu)，從這一立場上說，是為了能使分隔壁5所需的力可以得到提供且活動部件6可以運作良好，一般來說，可以采用的厚度是0.5μm到10μm。
槽的形狀可以是如圖24A所示的矩形，如圖24B所示朝向支點處逐漸變細，或如圖24C所示朝向支點處逐漸變寬。圖24B的形狀使得活動部件運作方便，而圖24C的形狀使得活動部件的壽命延長。不只限于以上的槽形狀，本發(fā)明中的槽形狀可以是任何一種形式，放置于第二液流通道部分中。
如果產(chǎn)生氣泡的液體與噴射的液體不同，或這兩液體的混合需要被禁止，在分隔壁5可活動部件6之間的槽的寬度兩種液體之間的液柱彎曲面形成間隙決定這樣可有利于兩種液體的流通。例如，假設(shè)生成氣泡的液體具有粘滯系數(shù)2cp(厘泊)而噴射的液體具有粘滯系數(shù)100cp或更多，約5μm的槽就足以避免兩種液體相混合，但希望的寬度不能超過3μm。
第二液流通道部分4的形狀可以是任意一種形狀，只要它可以把由于氣泡生成而產(chǎn)生的壓力傳導(dǎo)給活動部件一側(cè)。然而，如果室(氣泡生成室)的結(jié)構(gòu)是使得第二液流通道部分4在熱量生成元件2的上游一側(cè)有一個喉部(在這兒“上游一側(cè)”指的是從液室一側(cè)大量液流通過熱量生成元件的位置，活動部件和第一液流通道部分3到噴射口)以阻止由于生成氣泡而產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)移到第二液流通道的上游一側(cè)，在第二液流通道的部分4中由于生成氣泡而產(chǎn)生的壓力可以進一步被阻止向周圍逸出，而且壓力可以被導(dǎo)引向活動部件一側(cè)集中，這樣可以獲得更高的噴射效率和噴射壓力。
當?shù)诙毫魍ǖ啦糠?的高度被定為這樣一個值，使得在第二液流通道的部分4中生成的氣泡的一部分擴充進入了第一液流通道的部分中，這樣噴射力可比氣泡沒有進入第一液流通道的部分3時更強，因為氣泡以這種方式進入了第一液流通道部分3中，第二液流通道部分4的高度被要求定的比氣泡的最大高度低，而且特別地，高度最好被確定在幾個μm到30μm的范圍內(nèi)。
與噴出口9相連的液體的第一液流通道部分3是在分隔壁5的上方形成的，第一液流通道的部分3是通過把分隔壁5與帶凹槽的頂板8裝合在一起形成的，在頂板8中形成將作為第一液流通道部分的第一個凹槽3a。這個帶有凹槽的頂板8還將進一步與帶有噴射出口9的通氣孔板一起提供，凹槽10a將作為一個向液流通道中提供液體的液室。
因為液體噴射頭的設(shè)計是使得作為產(chǎn)生氣泡的第二液流通道的部分被分隔壁與第一通道部分隔開，用分隔壁與同噴射出口用液體相聯(lián)系，這樣在第二液流通道部分中的液體就可能與第一條液流通道部分中的液體不同，本發(fā)明的實施例顯示了這種可允許在第一液流通道部分與第二條液流通道部分之間使用不同種液體的雙通道結(jié)構(gòu)的液體噴射頭。
頂板8有一個給第一個普通液室提供液體的第一供液口20，和另一個給第二個普通液室提供液體的第二供液口21。第二個供液口與一個放置在第一個普通液室外的聯(lián)絡(luò)的通道相連接，穿過分隔壁，與第二個普通液室相連，由于這一聯(lián)絡(luò)通道，提供給第二條液流通道部分的液體可以不與提供給第一條液流通道部分的液體相混和就進入第二個普通液室。
熱量生成元件2和活動部件6的大小，形狀和位置并不限于以上所描述的，但它們將被設(shè)計得以便能更有效地把氣泡生成時產(chǎn)生的壓力作為噴射能量。
在本發(fā)明中，分隔壁5和第二通道部分4的側(cè)壁形成一個整體，在這里，“整體”意味著分隔壁5與第二通道部分4的側(cè)壁組成一個獨立的部件，隔壁5連接到元件襯底1上，因此，分隔壁的材料與第二通道部分的材料彼此可以相同或不同，因為在此發(fā)明中，分隔壁5與第二通道部分4的側(cè)壁構(gòu)成了一個整體。因此，在分隔壁5與第二通路部分4的側(cè)壁之間不可能有任何間隙，因此提高了液體噴頭的輸出流量，當分隔壁5與第二通道部分4的側(cè)壁構(gòu)成一個整體時，為吻合第一通道部分的壁吻合槽可以形成在分隔壁5同第一通道部分的側(cè)壁的相結(jié)合的部分，分隔壁5上吻合槽的形成使可以使具有第一通道的側(cè)壁帶凹槽的頂板8相對于分隔壁5更容易定位，同時，當帶凹槽的頂板8受熱膨脹時，第一通道部分3與活動部件6之間的位置偏差也會因此減小。
在此發(fā)明的描述中，稱為“帶凹槽的分隔壁”是用來作為分隔壁5與第二通道部分4形成一個整體的部分，因此，同普通的分隔壁不同。
接下來介紹在此發(fā)明中，液體噴頭的主要部分裝配方法的一個例子。
圖4是一個部件分解透視圖，以顯示此發(fā)明中液體噴頭的主要部分，在此實例中，頂板8首先倒過來裝配，同時使用一個真空泵，具有活動部件6的帶有槽的隔板5裝在頂板8上，經(jīng)精細調(diào)節(jié)定位分隔壁后帶槽的分隔壁5裝到頂板8上。
此后，使用一個拼接機，在襯底1上的電熱轉(zhuǎn)換器部分的位置用電視攝像機或類似設(shè)備得到的圖象進行測量，同時，隨著圖象的移動，也測定在預(yù)定位置上被連結(jié)的頂板8的位置。由于，襯底1上形成的電熱轉(zhuǎn)換器與噴出口9之間可以定位，通過制動彈簧102，頂盤8與襯底被壓合在一起。
另一種頂盤8與襯底1的拼接方法為激勵式頂部連接(excitingtop annection)，“激勵式頂部連接”方法如下先將頂板8大致地放在襯底1上，提供一條接槽，頂板8的液流通道壁同此槽吻合，再將頂板8從頂部輕輕以常規(guī)地壓下。在此情態(tài)下，一個信號提供給與底板101前底面相連的一個壓電設(shè)備，由此液流通道壁內(nèi)吻合槽吻合，以定位頂盤與襯底1。壓電設(shè)備提供一個振動信號(此例中約為5KHz方波)給襯底1，使之在大約1μm振幅上振動，振動時間約1秒，振動停止后，它們通過制動彈簧102或膠粘劑或類似物相互上緊。
進一步，第一液室10與第二液室11通過其周圍的密封劑進行密封，以保持氣密性。
下面詳細介紹此發(fā)明中制造液體噴頭中分隔板的方法。
圖5是一個簡要透視圖，顯示了帶凹槽約分隔壁，即在此發(fā)明中分隔壁與第二通道部分側(cè)壁結(jié)合成一個整體。
在圖5中，數(shù)字5指示帶槽分隔壁，活動部件6通過帶槽的分隔壁5上的切口6a形成，另外，第二通道部分側(cè)壁也包含于帶槽的分隔壁5中，同時，第二通道部分側(cè)壁形成了另一凹槽4a以成為第二通道部分。
因為此帶槽的分隔壁5與第二通道部分的側(cè)壁有一整體安排，在分隔壁與第二通道部分的側(cè)壁部分不會出現(xiàn)間隙，從而減少了噴出壓的降低與壓力傳播到相鄰的通道中的危害，因此在噴射特性方面使液體噴頭更出眾，當本結(jié)構(gòu)被采用后，液體噴頭的生產(chǎn)率比現(xiàn)在大為提高。
另外，在分隔壁中，為定位第一通道部分的壁，形成吻合槽是困難的，因為當隔板與第二通道部分分開制造時，分隔壁的強度不夠，而分隔壁與第二通道部分組成整體的結(jié)構(gòu)使吻合槽5a在帶槽的分隔壁5中形成。
本發(fā)明的帶槽的分隔壁5允許分隔壁部分與第二通道部分的側(cè)壁部分用相同或不同材料制造，分隔壁部分的切縫6a可以由電成型或激光光照形成，特別，當分隔壁通過電成型制造時，即使分隔壁特別薄時，切縫6a也可達到很高精度，進而，由于切縫6a與分隔壁同時形成，可以簡化，當分隔壁用電成型時其厚度右以均勻控制，即使分隔壁有很多活動部件時，每一活動部分的性能都可保持一致。
當切縫由激光輻射形成時，樹脂可以像金屬一樣被用來形成分隔壁。
帶凹槽的分隔壁的第二通道部分的側(cè)壁部分可以通過電成型或刻蝕制造，為使過程簡單化，分隔壁可以通過帶有第二凹槽模子的模板電成型而成。
槽的端部在以電成型或激光輻射制造時有一個R型變細的形狀或一個直接變細的形狀，如圖25A與25B所示圖25A是一個電成型生成槽的局部放大圖而25B是一個激光輻射生成槽的局部放大圖，圖25A與圖25B的形狀有以下優(yōu)點，當一個活動部件在長時間中被迫移位，由于機械疲勞(強度降低)，此部件的工作區(qū)域經(jīng)x方向或y方向上將可能發(fā)生偏離，如果一個活動部件的工作區(qū)域發(fā)生偏離，此部件的耐久性將會降低，而槽的端部是錐形的，即使活動部件的工作區(qū)域發(fā)生了偏移，活動部件的錐形形狀可以用來糾正這種偏差，如圖25C與圖25D所示的活動部件的工作情況，由此活動部件的耐久性得到了提高，槽端部的錐角a依據(jù)制造條件各不相同，當在厚度方向上錐角在2-45°之間時，上述的優(yōu)越性可以得到體現(xiàn)，一般槽端部的錐角常選在5-15°之間。
用來制造帶槽分隔壁的具體方法我們將用以下例子加以解釋。
以下各例中用到的分隔壁是能和此發(fā)明中的液體噴頭相適配的構(gòu)件。
說明例1到例7的解釋圖是沿圖5的A-A′面的剖面圖。
(例1)圖6A至6H是原理圖和剖視圖，顯示了制造分隔壁的各個步驟。同時，這也給出了用兩階段電成型法整體地制造第二通路部的側(cè)壁和分隔壁中的活動部件的一個例子。
就如在圖6H中所示的那樣，用不銹鋼做成的SUS襯底111(此例中是SUS-316)首先被厚4微米的保護層112a涂敷，這個保護層已被預(yù)先做成和活動部件的槽口相配的形狀，保護層112a的型號是PMER P-AR900(商品名，由Tokyo Ouka sha生產(chǎn))。曝光是用Canon kabushiki kaisha生產(chǎn)的MPA-600進行的，曝光量為500MJ/cm2。顯影是用一種叫P-6G(商品名，由Tokyo Ouka sha生產(chǎn))的顯影劑做的。
然后，如圖6B所示，要用電鍍的方法在襯底111的外面生長出厚5μm鎳質(zhì)的第一個鍍層。所用的電鍍液是一種含氨基磺酸鎳鹽(nickel sulfamate)，一種應(yīng)力消減材料ZERO ALL(注冊商標，由WORLD METAL INC生產(chǎn))，硼酸、凹點保護材料NS-APS(商標名，WORLD METAL公司生產(chǎn))和氯化鎳?；陔婂兦闆r下的電解是在以下的環(huán)境中進行的電極和陽極相連，已經(jīng)成型的SUS襯底111和陰極相連，電鍍液的溫度控制在50℃，電流密度5A/dm2。以上所述的用電鍍法在襯底111上形成的第一層鍍層113包括組成分隔壁的一個平板件113a，和從平板件113a上按預(yù)定間隙分隔開的懸臂梁形成的活動部件113b。
接著，如圖6c中所示的那樣，SUS襯底111被浸入鈀催化劑溶液中，這樣厚10μm的保護層112b組形成在SUS襯底111上了。這個保護層的形狀是和第二通路部分的各凹槽相配合。保護層112b用的PMER P-AR 900(商品名，由Tokyo Ouka sha生產(chǎn))，曝光是由Canon Rabushiki kaisha公司生產(chǎn)的MPA-600進行的，曝光是1200mJ/cm2。顯影的方式步驟和圖6A中示出的一樣。保護層112b在包含第一鍍層113的活動部件113b的延長帶部分中生長。
然后，如圖6D中畫出的那樣，基于Ni-B(鎳-硼)的無電極化學鍍，被用來在第一鍍層113的暴露部分生成一個厚約3μm的薄膜，接著，用與在圖6B中描述的同樣方法電鍍生成一個7μm厚的第二鍍層114。這一加鍍步驟也可以只用基于Ni-B的化學加鍍的方法生成10μm厚的第二鍍層114。這個第二鍍層114形成在用已討論過的方法生成的第一鍍層上，并且和第一鍍層足夠強有力地結(jié)合為一體。
以上的加鍍過程結(jié)束后，如圖6E中畫出的那樣，保護層112a，112b被除去，第一鍍層113和第二鍍層114的鎳板也被用超聲波震動之類的方法將第二凹槽16變成第二通路部分以及在分隔壁上的活動部件117，從而從SUS襯底111上剝離。然后就得到了一個鎳板115，可用于做分隔壁。
如果想在分隔壁上形成可用于定位第一通路部分的壁的凹槽，那么可以按以下步驟繼續(xù)加工。
在圖6E中示出的步驟完成后，如圖6F所示，在Fig 6E的步驟中剝離了的襯底111被結(jié)合到鎳板的第二鍍層114的側(cè)壁，并且鎳板的剝蝕面被覆以2μm厚的保護層。然后保護層被加工去掉它的一些部分而形成凹槽以定位第一通路部分的各壁。
然后，如圖6G所示，鎳板被刻蝕出吻合槽119(fitting grooves119)。刻蝕液可以用氯化鐵，這是一種混合液，內(nèi)含硝酸，酯酸，丙酮和類似的一些東西。
然后，如圖6H所示，保護層11c被除去以將第二凹槽116形成第二通路部分，分隔壁中的活動部件117，還有定位第一通路部分各壁的槽119，然后就得到了可用以做分隔壁的鎳板115，這里，圖6H中的參照號碼118指示著一個用于接納在分別制作的頂板上的第一通路部分的一壁。
由于此例中的間隙是在分隔壁115和活動部件117之間用電成型制出的，所以間隙寬度可被精準地控制在預(yù)定的范圍內(nèi)，分隔壁115的厚度也可被統(tǒng)一控制。
(例2)
圖7A至7D是原理和剖視圖，顯示了制作分隔壁的步驟，以此做為用基體電成型統(tǒng)一制作第二通路部分側(cè)壁，活動部件和用于定位第一通路部分各壁的凹槽的例子。
要預(yù)先備好的是帶有以后將成為圖7A中示出的第二通路部分的第二凹槽的基體121。
這個基體可按以下步驟制成。
就如圖8A示出的那樣，厚約2μm的保護層112a在SUS襯底111上形成。保護層112a是用光刻成型的方法加工的，這種方法以除去為分隔壁的整體構(gòu)件中的一些部分以形成第二通路部分，然后，像在圖8B所示襯底111上的暴露部分被用一種含酒精，鹽酸和過氧化氫的混合液蝕刻以將第二凹槽變成厚約10μm的第二通路部分，那以后，如圖8C所示，保護層112a被除去以得到包括具有第二凹槽的襯底111的基體121。
對基體121的制備，如圖7B所示，一個厚7μm的保護層112b在基體121的第二凹槽部分底部生成，并且這一保護層曾被形成和活動部件上的槽相適配的部分。
然后，如圖7c所示，和例1中同樣的電鍍方法被使用以在基體121的頂部表面和第二凹槽內(nèi)部表面上形成厚約5μm的鎳質(zhì)鍍層113。
然后，如圖7D所示，保護層112b被移去，且包括鍍層113的鎳板層被從基體121上剝離以將第二凹槽116形成第二通路部分，分隔壁上的活動部件117和用于定位第一通路部分各壁的凹槽119，這樣就得到了可用于分隔壁的鎳板115。
由于此例中的分隔壁可用基體121通過單次電鍍制做，用于形成第二凹槽的步驟即可省略，這樣也減少生產(chǎn)步驟。
由于本例中活動部件117的間隙也類似于例1中的由電成形制作，間隙寬度可以在預(yù)定范圍內(nèi)精確控制，分隔壁15的厚度也可統(tǒng)一控制。
(例3)圖9A-9F是圖解剖面視圖，例示了制作分隔板的步驟，以及用不同材料采用兩步電成型形成分隔壁的活動部件和用蝕刻法形成第二凹層的完整過程。
首先，如圖9A所示，在SUS襯底111上形成5μm厚度的保護層112a，類似于例1，其形狀對應(yīng)于活動部件的間隙部分的形狀，形成間隙部分的保護層112a的寬度可在0.5-1μm范圍內(nèi)任意選定。
下一步，如圖9B所示，在襯底111的暴露部分上進行電鍍形成5μm厚的金箔層作為第一層電鍍層113。所用的電鍍液為鉀金氰化物和鉀氰化物?；陔婂兦闆r下的電解是在下列條件下進行的電極連接到陽極上，已成形的SUS襯底111連到陰極，電鍍液的溫度控制在65C，電流密度為3A/dm2。
然后，如圖9C所示，在與例1同樣的條件和同樣的電鍍液下，在襯底111的表面及已形成的作為第一層電鍍層113的電鍍金箔層上進行電鍍，以得到10μm厚的鎳層作為另一電鍍層114。
再后，如圖9D所示，為形成第二液體流通路，在第二層電鍍層114上形成保護層112b，進行光刻以去除成為第二通路部分的電鍍層部分。
下一步，如圖9E所示，第二電鍍層114的曝光部分用蝕刻物腐蝕掉以形成約10μm深的凹槽，蝕刻物的成分或是鐵氯化物，或是硝酸，醋酸和丙酮的混合電解液。這些凹槽成為第二個通路部分116。由于第一層電鍍層的金箔在蝕刻中不能被溶解掉，因此只有第二層電鍍層被腐蝕掉。相應(yīng)地，成為第二通路部分的凹槽的深度可以由第二層電鍍層的厚度進行控制，這保證第二通路部分的高精度成形。
最后，如圖9F所示，去除保護層112a和112b，以形成第二個凹槽116，使之成為第二通路部分。和在分隔壁上的活動部件117將由第一層電鍍層113和第二層電鍍層114組成的平板件從SUS襯底111上剝離，因而得到可用作分隔板的鎳電鍍層115。
由于本例中允許小楊氏模量(Young′s modulus)的貴重金屬用作材料形成由兩種金屬電成型得到的分隔壁115中的活動部件117，耐久性可得到提高。
(例4)圖1GA-10E是圖解剖面視圖，例示出了形成分隔壁的步驟，采用電成型和干膜整體形成第二通路部分和分隔壁中的活動部件的步驟。首先，如圖10A所示，對應(yīng)于活動部件的間隙部分用同例3的方式在SUS襯底111表面上形成。形成間隙部分的保護層112a的寬度可在0.5-1.0μm范圍內(nèi)任意選定。
而后，如圖10B所示，在襯底111的暴露部分上進行電鍍形成5μm厚的鎳層作為第一電鍍層113，所用的電解液是一種含氨基磺酸鎳，一種應(yīng)力消減材料ZERO ALL(注冊商標名，可從國際金屬公司(WORLD METAL INC得到)，硼酸、凹點保護材料(pit pre-vention muterial)NSAPS(商標名，WORLD METAL INC.供貨)和氯化鎳?；陔婂兦闆r下的電解是在以下的環(huán)境下建立起來的電極連接到陽極，已成型的SUS襯底111連接到陰極，電鍍液的溫度控制在50℃，電流密度5A/dm2。這樣在襯底111上形成的第一層電鍍層113包含形成分隔壁的平板件113a，和被來自平板件113a的預(yù)定的間隙分隔的懸臂梁形狀中的活動部件113b。
然后，如圖10D所示，在電成型表面放上10μm厚的干膜114，進行光刻成形，并形成成為第二通路部分的凹槽。
下一步，如圖10E所示，去除保護層112a和112b以形成第二凹槽116，使其成為第二通路部分，以及位于分隔壁中的活動部件117。從SUS襯底111上剝離由第一層電鍍層113和干膜114組成的平板件，從而得到由鎳和松脂組成的平板件115，它可用作分隔壁。
由于本例中第二通路部分的側(cè)壁可由于膜成形制作，分隔壁比在例1中的更易制作形成。由于鎳層和干膜可由干膜本身的粘力將它們互相粘合在一起，在分隔壁部分和第二通路部分側(cè)壁部分之間不會出現(xiàn)縫隙。
因為本例中活動部件117形成的間隙是由類似于例1的電成型形成，間隙寬度可精確控制在預(yù)定范圍內(nèi)，分隔壁115的厚度也可統(tǒng)一控制。
(例5)例1至例4示出了通過電成型產(chǎn)生間隙部分的方法，此例示出了采用激光形成間隙的一個例子。
圖11A-11D圖解剖視圖例示了制作分隔壁的步驟，以及在分隔壁形成中采用激光形成間隙部分和采用蝕刻形成第二通路部分從而整體形成第二通路部分的側(cè)壁和活動部件。
首先，如圖11A所示，已準備好將成為分隔壁的15μm厚的鎳電鍍層129，其上具有間隙寬度對應(yīng)于分隔壁的活動部件之間的間隙寬度的屏蔽罩120被放置在相應(yīng)于鎳電鍍層129的位置上。其后用YAG激光進行照射形成精細凹槽119a。所用的激光輻射裝置是Hitachi Kenki的LU100，照射時間為一秒，脈沖能量為5J/cm2，脈寬1ms，300Hz。所用的屏蔽罩20可以是穿孔鎳罩或玻璃罩。
然后，如圖11B所示，SUS襯底111和鎳層129的激光照射的表面連合在一起，以便在相反的表面形成第二通路部分。然后通過光刻技術(shù)形成2μm厚的保護層，并通過光刻去除將成為第二通路部分的保護層部分。
下一步，如圖11c所示，在鎳層129的暴露部分進行深度大約為10μm的蝕刻形成第二層凹槽，這就是第二通路部分。所用的蝕刻物是氯化鐵或硝酸，醋酸和丙酮的混合物。
再次，如圖11D所示，保護層112a被去除，鎳層129的激光照射的表面從SUS襯底111上剝離，形成第二層凹槽116，形成第二通路部分和在分隔壁中的活動部件117，由此可得到可用作分隔壁的鎳層115。
本例中形成分隔壁的材料除鎳外可以從銅，黃銅，鉬，鈮，鈦，鎢或能很好處理的它們的合金中選擇。本例允許樹脂用作形成分隔壁的材料，如塑料象ABS、聚砜，聚碳酸酯，聚縮醛，液晶聚合物，等等。它們都能很好進行處理。但是，由于很難腐蝕樹脂，而用激光處理則容易，因此寧愿用激光處理第二通路部分和活動部件。
由于本例中用激光和蝕刻處理，因而分隔壁115能很容易地以精確尺寸制作。本例也允許樹脂用作分隔壁的材料。
(例6)圖12A-12D圖解剖視圖例示了制作分隔壁的步驟，以及在分隔壁形成中采用激光形成間隙部分和蝕刻形成第二通路部分從而整體形成第二通路部分側(cè)壁和可動部分的步驟。
首先，如圖12A所示，已準備15μm厚的鎳層129以形成分隔壁，SUS襯底111連接到鎳層129的底部。而后為在它的另一面形成第二通路部分，采用光刻技術(shù)形成2μm厚的保護層112a，通過光刻成形去除將要成為第二通路部分的相應(yīng)保護層部分。
然后，如圖12B所示，在鎳層129的暴露部分上進行深度約10μm的蝕刻以形成第二凹槽成為第二通路部分。所用蝕刻物為氯化鐵或硝酸，醋酸和丙酮的混合物，并且鎳層129從SUS襯底111上剝離。
再次，如圖12C所示，其上具有寬度對應(yīng)于分隔壁和活動部件之間的間隙寬度的屏蔽罩120放置在相應(yīng)的鎳層129的頂表面上。然后采用YAG激光器照射通過屏蔽罩120上的間隙以形成懸壁梁形狀的活動部件117，其寬度等于鎳層129的第二凹槽的底部的上間隙寬度。所用的激光發(fā)射裝置是Hitachi Kenki的LU100，照射時間為1秒，脈沖能量為5J/cm2，脈寬1ms，300Hz。所用的屏蔽罩120可以是穿孔鎳罩或玻璃罩。
下一步，如圖12D所示，襯底111從鎳層129的底表面上剝離，保護層112a和112b也去除以形成第二凹槽116，形成第二通路部分和在分隔壁上的活動部件117，由此得到可用作分隔壁的鎳層115。
由于本例用激光和蝕刻處理，分隔壁115能很容易以精確尺寸制作。
(例7)
圖13A-13D圖解剖視圖例示了制作分隔壁的步驟，以及通過采用基體和電成型及激光處理形成第二液體流路，分隔壁中的活動部件和為第一液流通路定位的凹槽的整體形成步驟。
首先，如圖13A所示，準備采用與例2相同方法產(chǎn)生的基體121，然后如圖13B所示，采用與例1同樣方式進行電鍍以在基體121的頂表面和第一凹槽的內(nèi)表面上形成約5μm厚的鎳層113。
然后，如圖13C所示，鎳層113從基體121上剝離，其上具有間隙寬度對應(yīng)分隔板和活動部分間隙寬度的屏蔽罩放置在對應(yīng)的基體121的電鍍層113上。而后，同例5同樣的方式用YAG激光通過屏蔽罩120的間隙照射以在電鍍層113底面部分形成懸臂形狀的活動部件。
用這種方式形成第二通路部分116，分隔壁上活動部件117，和為第一通路部分定位的凹槽119，從而得到可用作分隔壁的鎳層115。
由于本例采用類似例2的基體，步驟可減化。由于成為分隔壁115的鎳層通過電成型產(chǎn)生，分隔壁115的厚度也可統(tǒng)一控制。
(噴射液和氣泡產(chǎn)生液)如前面實施例所述，根據(jù)本發(fā)明，采用具有上面所述的活動部件結(jié)構(gòu)，液體能在更高的噴射力下噴射，或是噴射效率高于通常的液體噴射頭，當同樣的液體用作氣泡產(chǎn)生液和噴射液時，液體不可能變質(zhì)，由于發(fā)熱在熱產(chǎn)生部分上的沉淀物也可減少。因此，可逆的狀態(tài)變化可通過重復(fù)溶解(gassification)和凝固過程來完成。故此各種液體都可使用，只要這種液體不會腐蝕損壞液體流通路，活動部件或分隔壁或類似東西。
這些液體中，成分與通常使用的氣泡噴射設(shè)備中的液體一樣的，也可用作記錄液體。根據(jù)上述例子中的任何一種方法得到的液體噴頭允許用不同的液體作為噴射液和氣泡產(chǎn)生液，可以用在氣泡產(chǎn)生液中的氣泡產(chǎn)生所增加的壓力噴射液體。用通常的液體噴射頭，高粘性的液體如聚乙二醇類甚至在加熱的情況下也不能產(chǎn)生足夠的氣泡和足夠的噴射壓力。相比較而言，本發(fā)明的液體噴射頭甚至在高粘度液體供應(yīng)第一液流通路和容易產(chǎn)生氣泡的液體(酒精和水以4∶6的比例的混合物粘度大約為1-2cp左右)，供給第二液流通路作為氣泡產(chǎn)生液的情形下也能較好地噴射高粘度液體。而且，由于本發(fā)明的液體噴頭的結(jié)構(gòu)包含有前面例子中解釋的效果，高粘度液體能以更高的噴射效率和在更高的噴射壓力下噴射。
在所用液體不耐熱的情形下，如果這種液體用作供給第一液流通路的噴射液體，另一種容易產(chǎn)生氣泡且耐熱的液體供給第二液流通路，這種液體能以高噴射效率和在高噴射壓力下噴射而不會有損此不耐熱的液體。
當本發(fā)明的兩流路結(jié)構(gòu)用不同的噴射液和氣體產(chǎn)生液時，需采用具有上面描述特性的氣泡產(chǎn)生液體。特別地，這些例子包括甲醇、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利昂TF(Freon JF)，氟利昂BF(FreonBF)，乙基乙醚(ethyl ether)，dioxane-，環(huán)己烷，甲醋酸，乙醋酸(ethyl acetate)，丙酮，甲乙酮，水，和它們的混合物。
至于噴射液，各種液體都可用，無需關(guān)心其氣泡產(chǎn)生特性或熱特性程度。由于低氣泡產(chǎn)生特性和/或因熱特性容易改變通常不能使用的液體也可以采用。
但是，噴射液本身或與氣泡產(chǎn)生液的相互作用不能妨礙噴射、氣泡產(chǎn)生或活動部件的動作等是必須要求的。
用作記錄液的下列成分的墨水可同時用于噴射液和氣泡產(chǎn)生液，進行記錄操作。由于墨水噴射速度增加了，液滴的命中精度提高了，因此，可記錄高質(zhì)量的圖像。
2cp粘度染料墨水(C.I.材料黑2)染料3wt.％二甘醇 10wt.％硫二甘醇 5wt.％乙醇 5wt.％水 77wt.％記錄操作也可以在下列混合液體用作氣泡產(chǎn)生液和噴射液情況下進行。總的來說，粘度為十幾個cp的液體，以前不能用作噴射，也可正常噴射，甚至粘度為150cps的液體也能正常噴射產(chǎn)生高質(zhì)量圖像。氣泡產(chǎn)生液1乙醇 40wt.％水 60wt.％氣泡產(chǎn)生液2水 100wt.％氣泡產(chǎn)生液3異丙醇 10wt.％水 90wt.％噴射液1
(彩色墨水大約15cp)碳黑 5wt.％Stylene-acrylate-acrylate ethyl共聚物(氧化物140，平均分子量8000)單乙醇胺 0.25wt.％甘油 69wt.％硫二甘醇 5wt.％乙醇 3wt.％水 16.75wt.％噴射液2(55cp)聚乙二醇200100wt.％噴射液3(150cp)聚乙二醇600100wt.％在液體不能很容易噴射出來的情況下，噴射速度較低，因此，噴射方向上的變化在記錄紙上變大，導(dǎo)致低的命中精度。另外，由于噴射的不穩(wěn)定性，噴射量也發(fā)生變化，從而妨礙高質(zhì)量的圖像的產(chǎn)生。但是，根據(jù)各實施例，氣泡產(chǎn)生液體的使用允許足夠和穩(wěn)定的氣泡的產(chǎn)生。因此，液滴命中精度率能得到提高，墨水噴射量也能保持穩(wěn)定，故此能明顯提高記錄圖像質(zhì)量。
(液體噴射頭盒)下面將根據(jù)本發(fā)明的實施例，說明相關(guān)于一個液體噴頭的液體噴頭盒的構(gòu)造。
圖14是一個包含上面描述的液體噴頭的一個液體噴頭盒的簡要分解透視圖，液體噴頭盒通常包含一個液體噴頭部分200和一個液體容器80。
液體噴頭部件200包括一個元件襯底1、一個分隔壁30，一個凹槽部件50，一個限定彈簧78，液體供給部件90和支撐部件70。元件襯底1由許多生成熱的電阻器為氣體產(chǎn)生液提供熱量。如上文所述，氣泡產(chǎn)生液通道在元件襯底1和有活動壁的分隔壁之間形成。通過連接分隔壁30和凹槽頂層50，形成了使流體同噴射液相通的一個噴射通路。
限定彈簧78的功能是迫使凹槽部件50同元件襯底1相連，從而有效地使元件襯底1分隔壁30，凹槽和后面將介紹的支撐部件70合適地集成在一起。
支撐部件70的功能是支撐元件襯底1之類。支撐部件70其上有一電路板71連接到元件襯底1，以提供電信號，此外，當噴頭盒安放在裝置上時，觸板72在兩邊的器件之間傳輸電信號。
液體容器90分別裝有噴射液如墨水提供給液體噴頭，而氣泡產(chǎn)生液用于氣泡產(chǎn)生。液體容器90的外部有一定位裝置部件94，提供一個將液體噴頭和液體容器連接在一起的連接裝置，還有一個固定軸95用來固定連接部件。噴射液從液體容器的噴射液供給通道92通過連接部件的供應(yīng)通道81提供給液體供給部件80的噴射液供給通道。同時通過噴射液供給通道83和部件21流入第一個公共液體室。類似地，氣泡產(chǎn)生液從液體容器的供應(yīng)管道93通過連接部件的供應(yīng)通道供給到液體供給部件80的氣泡產(chǎn)生液供應(yīng)通道82，同時通過氣泡產(chǎn)生液供應(yīng)通道84、71和部件22流入到第二個液體室。
在這樣的一個液體噴頭盒中，即使當氣泡產(chǎn)生液和噴射液不同時，液體也能很好地按序供給。在噴射液和氣泡產(chǎn)生液相同的情況下，氣泡產(chǎn)生液和噴射液的供給路徑?jīng)]有必要分開。
當液體用完后，液體容器可以用相應(yīng)的液體補充。為了方便這一補充過程，液體容器最好提供一個液體補充口。液體噴頭和容器可以是一體的，也可以是可分的。
(液體噴射裝置)圖15是一簡圖，給出了與上述液體噴頭一起使用的液體噴射裝置。在這實施例下，噴射液為墨水，而噴射裝置則為一個噴墨記錄裝置。該液體噴射裝置包括一個HC小車，一個可裝卸的噴頭盒，其中噴頭盒又由一個液體容器部分90和一個液體噴頭200通過可裝拆的方式聯(lián)接組成。HC小車可以在沿記錄材料如記錄紙之類(150號零件)的寬度方向上往復(fù)運動。
當一個驅(qū)動信號由一個未顯示的信號提供裝置提供給噴液設(shè)備時，記錄液體根據(jù)信號從噴口噴射到記錄材料上。
本實施例中噴液裝置包括作為驅(qū)動記錄材料傳送的裝置和小車運動的驅(qū)動源的馬達(111)，從驅(qū)動源向小車傳遞驅(qū)動功率的齒輪組(112，113)，以及小車支持軸(115)等等。通過這種記錄設(shè)備及其用這種記錄設(shè)備的噴液方式，把液體噴射到不同記錄材料上，就可以提供良好的打印輸出。
圖16是一方塊圖，它說明了本發(fā)明的噴液技術(shù)及噴液頭的噴墨記錄設(shè)備的工作。
記錄設(shè)備以控制信號的形式從主計算機(300)接收打印數(shù)據(jù)。打印數(shù)據(jù)被臨時存在打印設(shè)備的輸入接口(301)中，同時被轉(zhuǎn)換成可處理的數(shù)據(jù)以輸入給CPU 302，這里它起著提供打印頭驅(qū)動信號的裝置的作用。CPU 302把前述的輸入給它的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可打印數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))，在這個處理過程中，CPU 302執(zhí)行存在ROM 303中的控制程序，并利用到RAMs 304等外圍單元。
進一步，為了把圖像數(shù)據(jù)記錄為記錄紙上的一個點，CPU 302生成驅(qū)動數(shù)據(jù)來驅(qū)動一個驅(qū)動馬達，以使記錄紙和記錄頭與圖像數(shù)據(jù)同步的移動。圖像數(shù)據(jù)與馬達驅(qū)動數(shù)據(jù)分別通過受相應(yīng)時序控制的噴頭驅(qū)動器307和馬達驅(qū)動器305傳輸給打印頭200和驅(qū)動馬達306，以形成一幅輸出圖像。
至于與如上所述的記錄設(shè)備一起使用的，用作墨水等類液體附著的記錄介質(zhì)，則可以為如下所示各種紙張；OHP紙；用作CD碟的塑料材料，裝飾板之類；織物；象鋁，銅之類的金屬材料；牛皮，豬皮，合成革等皮革；硬木，三合板等木料；竹料；馬賽克之類的陶瓷材料；以及象海綿一樣有著三維結(jié)構(gòu)的材料。
上述的記錄設(shè)備包括一個用作各種紙張和OHP紙的打印設(shè)備，一個用作制作CD碟之類塑料材料的記錄設(shè)備，一個針對金屬盤的記錄設(shè)備，一個針對皮革類材料的記錄設(shè)備，一個針對木料的記錄設(shè)備，一個針對陶瓷材料的記錄設(shè)備，一個針對海綿等具有網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)記錄媒體的記錄設(shè)備，一個記錄圖像于織物上的紡織品記錄設(shè)備，等等。
至于用于這些噴液設(shè)備的液體，只要與所用的記錄媒體和記錄條件協(xié)調(diào)，那么任何液體都是可用的。
(記錄系統(tǒng))下一步將介紹一個典型噴墨記錄系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用與本發(fā)明相一致的記錄頭，噴液頭等技術(shù)在記錄介質(zhì)上記錄圖像。
圖17是一個簡要透視圖，利用了本發(fā)明前面所述的噴液頭201的噴墨記錄系統(tǒng)，該圖描述了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。在本實施例中，噴液頭是一種“全行”型頭(full Line head)，它包括以360 dpi(點/英尺)密度排列的多個噴射孔，足以復(fù)蓋記錄媒體150的整個可記錄范圍。該頭包括四個頭，對應(yīng)于黃(Y)，品紅(M)，青(C)和黑(BK)四種顏色。這四個頭用預(yù)先定好的間隔彼此并行地固定在托架1202上。
這些頭受一個頭驅(qū)動器307提供的信號所驅(qū)動，這樣頭驅(qū)動器307則起到將驅(qū)動信號發(fā)送給每個頭的作用。
四種顏色的墨水(Y，M，C和BK)分別由墨水容器204a，204b，204c和204d提供給相應(yīng)的噴頭。參考號204c代表一個氣泡生成液容器，從中氣泡生成液被傳送到每個頭。
在每個噴頭下方，各有一個噴頭帽203a，203b，203c和203d，包含有海綿之類的吸墨物質(zhì)。它們覆蓋住對應(yīng)噴頭的噴孔，保護噴頭，而且在非記錄工作區(qū)間維護噴頭的性能。
參考號206代表一個傳輸帶，以用作傳輸上述的各種記錄介質(zhì)如前面實施中所述。傳輸帶206按各種滾輪決定的路線運動，而驅(qū)動則通過一個滾輪聯(lián)接到馬達驅(qū)動器305來實現(xiàn)。
在本實施例中，噴墨記錄系統(tǒng)包括了一個打印前處理設(shè)備251和一個打印后處理設(shè)備252，它們分別安置于記錄介質(zhì)傳送通路。在噴墨設(shè)備的上下游這些處理設(shè)備251和252用不同的方式分別在記錄形成之前或后對記錄介質(zhì)進行處理。
這里打印前處理與后處理的方式隨記錄介質(zhì)以及墨水的種類而變化。比如，當打印媒質(zhì)包含有金屬材料，塑料，陶瓷材料等時，記錄媒體用紫外線及臭氧處理以增強表面活性。在象塑料樹脂材料之類易于帶電的記錄材料情況下，灰塵易于被靜電吸附于表面，這必將影響記錄質(zhì)量。在這種情況下，電離器被用來去除記錄物質(zhì)的靜電，從而去除灰塵。當記錄媒質(zhì)是織物時，從防止起毛和增強附著力之類的角度，預(yù)處理可以用堿性物質(zhì)，水溶性物質(zhì)，合成聚合脲，水溶性金屬鹽，尿素，硫脲等來處理織物。當然預(yù)處理并不限于這些，它還可以是為記錄材料提供合適的溫度等。
另一方面，后處理則可以是用熱處理或紫外光照射接受墨水的記錄材料以提高墨水的附著性，或者是清除掉預(yù)處理中留下來的還沒反應(yīng)掉的物質(zhì)。
在這本實施例中，噴頭是一個全線頭，但是本發(fā)明顯然也可以應(yīng)用于那些在記錄材料寬度方向可移動的一系列噴頭中。
(噴頭套件)下面描述包含與本發(fā)明一致的液體噴射頭的噴頭套件。圖18給出了噴頭套件的簡圖。它包括套件包501，它包括按照本發(fā)明的噴頭510，該頭又包括一個噴墨部分511，一個可從噴頭上拆離或不可拆離的墨水容器520；以及用來向墨水容器520注墨水的加墨裝置530。
當墨水容器520中的墨水用完時，用加墨裝置的針頭530(象注射器之類的)插入墨水容器上的一個通氣孔，或者墨水容器與噴頭的聯(lián)接部，或者墨水容器壁上鉆出的一個小孔，于是加墨裝置中的墨水就通過針頭531進入墨水容器。
當液體噴頭，墨水容器，加墨裝置之類以套件的形式通過一個套件包提供時，如上所述，在墨水容器的墨水用完的情況下加墨是很容易的，這樣記錄就可以馬上開始。
在這種實現(xiàn)方式下，噴頭套件包含有加墨裝置。但這并不是強制性的。組件也可以只包括一個裝滿墨水的可替換墨水容器和一個噴頭。
盡管圖32只顯示了用于向墨水容器添加墨水的加墨裝置，作為補充，噴頭套件也可以包括向氣泡生成液容器添加氣泡生成液的添加裝置。
本發(fā)明可以應(yīng)用于如上所述的各種液體噴頭。它不僅包括如圖1所示的噴射出口在熱產(chǎn)生元件2的表面方向上液流通路一端的所謂邊界噴射型，也包括噴口在熱產(chǎn)生元素2的相對一側(cè)的所謂側(cè)邊噴射型，例如圖19所示。實際上，側(cè)邊噴射型的液體噴頭也可以用前述例子中的生成步驟來完成。
側(cè)邊發(fā)射型(圖19)的噴液頭與前述邊界發(fā)射型的噴頭在如下原理上是一致的。在熱產(chǎn)生元件所放置的底層表面的第一通路部分4在為生成氣泡向液體提供熱能量的熱產(chǎn)生元件2所提供的基層上生成，與噴出口9以液體直接連通的第二路徑部分3在其上面生成。由金屬等彈性物質(zhì)做成的分離壁安置在第二通路部分3和第一通路部分4之間，第二通路部分與第一通路部分中的液體即由分離壁5分開。
側(cè)邊發(fā)射型液體噴頭的特點在于噴出口9設(shè)置于熱產(chǎn)生元件的緊上部，在第二通路部分3上部的孔盤(orificeplate)14中。噴出口9與熱產(chǎn)生元件2之間的分離壁5帶有一對活動部件，打開像雙頁鉸鏈門一樣。實際上，這一對活動部件6每個做成懸臂形，帶有一自由端，在無噴射時兩者的自由端相對，由正好在噴出口9中心部分的下方的細縫8明顯地分開。當噴射時，兩活動部件6由于區(qū)域B中的液體生成氣泡而向著2通路區(qū)打開，如圖19中箭頭示。當液體收縮時它們關(guān)閉。這里區(qū)域A被充滿下面將講到的噴液盒中的液體，進入噴射就緒態(tài)，為下一次氣泡生成作準備。
第二通路部分3，與另一噴出口9的第二通路部分一起與一個為保存從第二通用液體室10來的液體的容器(未顯示)相連；而第一通路部分4以及另一噴口9的第一通路部分一起，則與一個為保存從第一公共用液體室11來的氣泡生成液的儲存盒(未顯示)相連。
具有上述結(jié)構(gòu)的側(cè)邊發(fā)射型液體噴頭與邊界發(fā)射型的一樣，也可以通過提高噴出液體的補充以使噴液達到較高的能量效率及噴射壓力，從而達到優(yōu)秀的記錄效果。
權(quán)利要求
1.一種制作液體噴頭的方法，此噴頭具有為噴射液體用的噴出口，有對所說液體供給熱能的熱產(chǎn)生元件，有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路，此第一通路部分與所說噴出口有液體連通，而第二通路部分安置在所說第一通路部分下面，且其底面裝有所說的熱產(chǎn)生元件，有將所說的液流通路分成所說第一通路部分和第二通路部分的分隔壁，還有一放置在所說熱產(chǎn)生元件上部，在所說的分隔壁上的活動部件，并且按照由所說的熱能在液體中生成的氣泡安排成可移動到第一通路部分的一側(cè)，憑借所說氣泡的生成，使第一通路部分與第二通路部分相互以液體連通，同時所說的壓力通過所說活動部件的移動指向所說的噴出口，以噴射所說的液滴，所說的方法包括準備提供所說熱產(chǎn)生元件襯底的步驟；形成具有所說活動部件的開槽分隔壁和所說第二通路部分的所說側(cè)壁的步驟；和把所說的開槽分隔壁連到所說的襯底上以形成所說的第二道路部分的步驟。
2.按照權(quán)利要求1的一種制作液體噴頭的方法，其中所說的活動部件由帶有槽的所說分隔壁形成。
3.按照權(quán)利要求2的一種制作液體噴頭的方法，其中所說的活動部件的所說槽通過電成形形成所說的分隔壁而形成。
4.按照權(quán)利要求3的一種制作液體噴頭的方法，其中所說的開槽分隔壁上的第二通路部分的側(cè)壁是通過在所說分隔壁上安放干膜并成型所說的干膜而形成。
5.按照權(quán)利要求3的一種制作液體噴頭的方法，其中所說的開槽分隔壁是通過在相應(yīng)于第二通路部分具有電成形的凹槽的基體上形成金屬膜而制成。
6.按照權(quán)利要求3的一種制作液體噴頭的方法，其中所說開槽分隔壁上第二通路部分的側(cè)壁部分由腐蝕形成。
7.按照權(quán)利要求6的一種制作液體噴頭的方法，其中分隔壁部分和所說開槽分隔壁上的第二通路部分的側(cè)壁部分由不同的材料做成，并且形成分隔壁部分的材料的腐蝕率低于形成第二通路部分側(cè)壁部分材料的腐蝕率。
8.按照權(quán)利要求3的一種制作液體噴頭的方法，其中所說開槽分隔壁上的第二通路部分的側(cè)壁部分通過電成形形成。
9.按照權(quán)利要求2的一種制作液體噴頭的方法，其中所說活動部件的槽是通過用激光照射所說的分隔壁形成。
10.按照權(quán)利要求9的一種制作液體噴頭的方法，其中為形成所說分隔壁的材料是金屬。
11.按照權(quán)利要求10的一種制作液體噴頭的方法，其中所說的開槽分隔壁是通過在相應(yīng)于第二通路部分具有電成形的凹槽的基體上，形成金屬膜而制成。
12.按照權(quán)利要求10的一種制作液體噴頭的方法，其中所說開槽分隔壁上的第二通路部分的側(cè)壁部分由腐蝕形成。
13.按照權(quán)利要求9的一種制作液體噴頭的方法，其中為形成所說分隔板的材料是樹脂。
14.按照權(quán)利要求10的一種制作液體噴頭的方法，其中所說開槽分隔壁上第二通路部分的側(cè)壁部分是通過用激光照射形成。
15.按照權(quán)利要求1的一種制作液體噴頭的方法，其中分隔壁部分和所說開槽分隔壁上第二通路部分的側(cè)壁部分是由不用材料做成。
16.按照權(quán)利要求1的一種制作液體噴頭的方法，其中所說開槽分隔壁有一與所說第一通路部分的壁吻合的吻合槽。
17.按照權(quán)利要求16的一種制作液體噴頭的方法，其中所說的吻合槽是通過電成型在相應(yīng)于吻合槽的凹槽的基體上形成金屬膜而制成
18.按照權(quán)利要求16的一種制作液體噴頭的方法，其中所說的吻合槽通過腐蝕所說開槽分隔壁而制成。
19.一種制作液體噴頭的方法，此噴頭具有為噴射液體用的噴出口，有對所說液體供給熱能的熱產(chǎn)生元件，有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路，此第一通路部分與所說噴出口以液體連通，而第二通路部分安置在所說第一通路部分下面，且其底面裝有所說的熱產(chǎn)生元件，有將所說的液流通路分成所說第一和第二部分的分隔壁，還有一放置在所說熱產(chǎn)生元件上部、在所說的分隔壁上的活動部件，并且按照由所說的熱能在液體中生成的汽泡安排成可移動到第一通路部分的一側(cè)，憑借所說氣泡的生成，第一通路部分與第二通路部分相互以液體連通，同時所說的壓力指向所說的噴出口，通過所說的活動部件的移動，以噴射所說的液滴，其中所說活動部件通過提供帶槽的所說分隔壁形成，而靠電成形以形成所說分隔壁，以便形成所說的活動部件的槽。
20.一種制作液體噴頭的方法，此噴頭具有為噴射液體用的噴出口，有對所說液體供給熱能的熱產(chǎn)生元件，有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路，此第一通路部分與所說噴出口以液體連通，而第二通路部分安置在所說第一通路部分下面，且其下表面裝有所說的熱產(chǎn)生元件，有將所說的液流通路分成所說第一和第二部分的分隔壁，還有一放置在所說熱產(chǎn)生元件上部、在所說的分隔板上的活動部件，并且按照由所說的熱能在液體中生成的汽泡安排成可移位到第一通路部分的一側(cè)，憑借所說氣泡的生成，第一通路部分與第二通路部分相互以液體連通，同時所說的壓力指向到所說的噴出口，通過所說的活動構(gòu)件的移位，以噴射所說的液滴，其中帶有所說可移動構(gòu)件的分隔壁和第二通路部分的側(cè)壁是整體形成的。
21.按照權(quán)利要求20的液體噴頭，其中所說的分隔壁有一個槽，而所說活動部件用與分隔壁相同的部件上的槽形成。
22.按照權(quán)利要求20的液體噴頭，其中所說分隔壁和第二通路部分的側(cè)壁是用不同的材料做成。
23.按照權(quán)利要求20的液體噴頭，其中所說的分隔壁有一與所說第一通路部分的壁吻合的吻合槽。
24.根據(jù)權(quán)利要求20中陳述的噴頭盒包括液體噴頭，且至少有一個為存放提供給所說液體噴頭的液體的液體容器。
25.按照權(quán)利要求24的噴頭盒，其中所說的液體容器分別裝有提供給第二通路部分和第一通路部分的液體。
26.按照權(quán)利要求24的噴頭盒，其中所說液體噴頭和所說液體容器可相互分離。
27.按照權(quán)利要求24到26之一的噴頭盒，其中的液體再裝填入液體容器。
28.根據(jù)權(quán)利要求20中陳述的，液體噴頭裝置包括液體噴射頭，而驅(qū)動信號提供裝置為從所說液體噴頭噴射液體提供驅(qū)動信號。
29.根據(jù)權(quán)利要求20陳述的液體噴射裝置包括液體噴射頭，而為承載接受從所說液體噴頭噴出液體的記錄介質(zhì)的記錄介質(zhì)承載裝置。
30.按照權(quán)利要求29的液體噴射裝置，其中所說記錄介質(zhì)是皮革材料。
31.按照權(quán)利要求29的液體噴射裝置，其中所說記錄介質(zhì)是塑料材料。
32.按照權(quán)利要求29的液體噴射裝置，其中所說記錄介質(zhì)是金屬材料。
33.按照權(quán)利要求29的液體噴射裝置，其中所說記錄介質(zhì)是木材。
34.噴頭套件，包括根據(jù)權(quán)利要求20的液體噴頭，而液體填充裝置為填充提供給第一通路部分的液體。
35.噴頭套件，包括根據(jù)權(quán)利要求20的液體噴射頭，而液體填充裝置填充提供給第二通路部分液體，以生成氣泡。
36.一種記錄材料，隨根據(jù)權(quán)利要求28到32之一的液體噴射裝置液體噴出接收墨水。
37.一種制作液體噴頭的方法，此噴頭具有為噴射液體用的噴出口，有對所說液體供給熱能的熱產(chǎn)生元件，有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路，此第一通路部分與所說噴出口以液體連通，而第二通路部分安置在所說第一通路部分下面，且其底面裝有所說的熱產(chǎn)生元件，有將所說的液流通路分成所說第一和第二部分的分隔壁，還有一放置在所說熱產(chǎn)生元件上部、在所說的分隔板上的活動部件，并且按照由所說的熱能在液體中生成的氣泡安排成可移動的，其中所說活動部件是通過提供所說的帶槽分隔壁形成，而所說可移動部件的槽由電成形的所說隔板制作形成。
38.一種制作液體噴頭的方法，此噴頭具有為噴射液體用的噴出口，有對所說液體供給熱能的熱產(chǎn)生元件，有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路，此第一通路部分與所說噴出口以液體連通，而第二通路部分安置在所說第一通路部分下面，且其底面裝有所說的熱產(chǎn)生元件，有將所說的液流通路分成所說第一和第二部分的分隔壁，還有一放置在所說熱產(chǎn)生元件上部、在所說的分隔板上的活動部件，并且按照由所說的熱能在液體中生成的氣泡安排成可移動的，其中所說活動部件是通過提供所說的帶槽分隔壁形成，而所說可活動部件的槽的一端是錐形的。
全文摘要
一種制作液體噴頭的方法。此噴頭具有噴出口，熱產(chǎn)生元件，有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路，此第一通路部分與所說噴出口用液體連通，而第二通路部分安置在所說第一通路部分下面，有將所說的液流通路分成所說第一通路部分和第二通路部分的分隔壁，所說的方法包括準備提供所說熱產(chǎn)生元件襯底，形成具有所說活動部件的開槽分隔壁和所說第二通路部分的所說側(cè)壁，以及把所說的開槽分隔壁連到所說的基底上以形成所說的第二道路。
文檔編號B41J2/14GK1133783SQ96100210
公開日1996年10月23日 申請日期1996年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月14日
發(fā)明者吉平文, 杉谷博志, 稻本忠喜, 木村牧子, 野俊雄, 小山修司, 岡崎猛史, 工藤清光, 中田佳惠, 森利浩 申請人:佳能株式會社