專利名稱：液體噴射裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用通過供給液體熱能產(chǎn)生的氣泡噴射所需液體的液體噴射頭，一種使用液體噴射頭的噴射頭盒，一種使用噴射頭的液體噴射裝置，和一種液體噴射方法。本發(fā)明還涉及一種包含液體噴射頭的噴墨頭套件。
更具體地說，本發(fā)明涉及一種液體噴射頭，它具有可由氣泡的發(fā)生而運動的可動件，一種使用液體噴射頭的噴射頭盒，和一種使用液體噴射頭的液體噴射裝置。本發(fā)明還涉及一種用于通過使用氣泡的發(fā)生而運動可動件來噴射流體的液體噴射方法和記錄方法。
本發(fā)明可應(yīng)用于，例如，打印機，復(fù)印機，具有通信系統(tǒng)的傳真機，具有打印部分等的文字處理器，以及與各種處理裝置或處理裝置結(jié)合的工業(yè)記錄裝置，其中，記錄是在例如紙，線，纖維，織物，皮革，金屬，塑性樹脂材料，玻璃，木材，陶瓷等記錄材料上進(jìn)行。
在本說明書中，“記錄”不僅意味著形成具有特定意義的字母，圖形等的圖像，而且包括形成沒有特定意義的圖案的圖像。
已知一種所謂的氣泡噴射型噴墨記錄方法，其中，導(dǎo)致瞬時體積變化(氣泡發(fā)生)的瞬時狀態(tài)變化是通過供給油墨諸如熱量的能量而引起的，從而在由狀態(tài)變化產(chǎn)生的力的作用下通過噴射出口噴射油墨，這樣油墨被噴射并附著在記錄材料上而形成圖像。如US專利No.4,723,129所公開的，一種使用氣泡噴射記錄方法的記錄裝置包括用于噴射油墨的噴射出口，一與噴射出口流體連通的油墨流道，以及一置于油墨流道中用作能量發(fā)生裝置的電熱變換器。
這種記錄方法的優(yōu)點是，可以高速和低噪音記錄高質(zhì)量的圖像，并且可以高密度設(shè)置多個這種噴射出口，因此，可提供具有高分辨率的小尺寸記錄設(shè)備，并可容易地形成彩色圖像。因此，氣泡噴射記錄方法現(xiàn)在廣泛地用于打印機，復(fù)印機，傳真機或其它辦公設(shè)備，并用于例如印染裝置等的工業(yè)系統(tǒng)。
隨著對氣泡噴射技術(shù)的廣泛需求的增加，近來對其提出了各種要求。
例如，需要提高能量利用效率。為滿足此要求，已對例如調(diào)節(jié)保護(hù)膜的厚度等的熱量發(fā)生元件的優(yōu)化作了研究。該方法可有效地提高所產(chǎn)生的熱量向液體的傳播效率。
為了提供高圖像質(zhì)量的圖像，已提出一種使噴墨速度增加和/或使氣泡發(fā)生穩(wěn)定的驅(qū)動條件，以更好地進(jìn)行油墨噴射。作為另一個例子，為了提高記錄速度，已提出流道結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，從而液體充入(再充入)液體流道的速度提高。
例如，日本公開專利申請No，SHO-63-199972提出如

圖1(a)和1(b)所示的流道結(jié)構(gòu)。
因此，從朝向液體腔的回波的立足點出發(fā)提出一種液體通道結(jié)構(gòu)及其制造方法?；夭ū徽J(rèn)為是一種能量損失，因為它對液體噴射沒有貢獻(xiàn)。它提出一相對于通常的液體流的方向位于發(fā)熱元件2的上游的閥10，該閥安裝在通道的頂壁上。它位于一沿頂壁延伸的初始位置。在氣泡發(fā)生時，該閥位于向下延伸的位置，從而通過閥10抑制一部分回波。當(dāng)氣泡發(fā)生在通道3中時，抑制回波沒有實際意義?；夭ú恢苯迂暙I(xiàn)于液體噴射。當(dāng)回波在通道中出現(xiàn)時，用于直接噴射液體的壓力已使液體可從通道噴射。
另一方面，在氣泡噴射記錄方法中，由與油墨接觸的發(fā)熱元件重復(fù)進(jìn)行加熱，因此，由于油墨的凝聚，燃燒材料沉積在發(fā)熱元件的表面上。然而，根據(jù)油墨的材料，這種沉積量可以很大。如果發(fā)生這種沉積，則噴射變得不穩(wěn)定。此外，即使當(dāng)噴射液體為易被熱量損壞的那種，或為氣泡發(fā)生不充分的那種時，也要求液體能以很好的狀態(tài)噴出，而不改變性質(zhì)。
日本公開專利申請No.SHO-61-81172和美國專利No.4,480,259公開了不同的用于通過加熱而發(fā)生氣泡的液體(氣泡發(fā)生液體)和用于噴射的液體(噴射液體)。在這種申請中，作為噴射液體的油墨和氣泡發(fā)生液體由一硅橡膠等制成的柔性膜完全分隔開，從而防止噴射液體與發(fā)熱元件的直接接觸，并通過柔性膜的變形而將由氣泡發(fā)生液體的氣泡發(fā)生產(chǎn)生的壓力傳播至噴射液體。通過這種結(jié)構(gòu)可防止在發(fā)熱元件表面上的材料沉積并增加噴射液體選擇范圍。
然而，在這種噴射液體和氣泡發(fā)生液體完全隔開的結(jié)構(gòu)中，由氣泡產(chǎn)生的壓力通過柔性膜的膨脹-收縮變形而傳播到噴射液體，因此，壓力很大程度被該柔性膜吸收。此外，柔性膜的變形不是太大，因此，盡管噴射液體和氣泡發(fā)生液體之間的隔板可獲得某種效果，但能量利用效率和噴射力都受到損害。
本發(fā)明特別涉及對可動件的壽命的提高。
對可動件對著氣泡發(fā)生區(qū)域的部分的性能進(jìn)行試驗，可動件的壽命得到提高，同時噴射效率和噴射動力進(jìn)一步穩(wěn)定。
因此，本發(fā)明的一個主要的目的是提供一種液體噴射頭和方法，其中可用一可動件來控制產(chǎn)生的氣泡，因而提高液體的噴射效率或噴射速度，并且其中在可動件的運動區(qū)域有一變化點(轉(zhuǎn)折點)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種液體噴射方法，液體噴射頭等，其中發(fā)熱元件上的液體中的熱量積累大大減小，并且發(fā)熱元件上的殘余氣泡減小，同時提高噴射效率和噴射壓力。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種液體噴射頭等，其中由于回波而產(chǎn)生的沿抵抗液體供應(yīng)方向的慣性力受到抑制，并且同時，由于可動件的閥功能而減小彎液面的收縮程度，從而增加再充填效率，并允許高速打印。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種液體噴射頭等，其中殘余材料在發(fā)熱元件上的沉積減少，并且可使用液體的范圍變寬，此外，噴射效率和噴射力大大提高。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種液體噴射方法和液體噴射頭，其中過大的振動被在一所需范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，并提高了可動件的耐久性。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種液體噴射方法，一種液體噴射頭等，其中增加了噴射液體的選擇范圍。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種噴射頭套件，用它可對液體噴射頭供應(yīng)液體。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射液體的液體噴射頭，包括一噴射出口，透過它噴射液體；一與噴射出口流體連通的液體流道；一用于在液體中產(chǎn)生氣泡的氣派發(fā)生區(qū)域；一與氣泡發(fā)生區(qū)域相對設(shè)置的可動件，具有一基部和一比基部靠近噴射出口的自由端；其中可動件由在氣泡發(fā)生區(qū)域中產(chǎn)生的壓力作用而運動，以通過噴射出口噴射液體；其中可動件在與氣泡發(fā)生區(qū)域相對的部分具有一彎折部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射液體的液體噴射頭，包括一噴射出口，透過它噴射液體；一與噴射出口流體連通的液體流道；一用于在液體中產(chǎn)生氣泡的氣派發(fā)生區(qū)域；一與氣泡發(fā)生區(qū)域相對設(shè)置的可動件，具有一基部和一比基部靠近噴射出口的自由端；其中可動件由在氣泡發(fā)生區(qū)域中產(chǎn)生的壓力作用而運動，以通過噴射出品噴射液體；其中可動件具有一厚度比基部小的部分。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射液體的液體噴射頭，包括一噴射出口；一與所述噴射出口流體連通的第一液體流道；一第二液體流道，具有一氣泡發(fā)生區(qū)域，用于通過在液體中加熱而在液體中產(chǎn)生氣泡；一設(shè)置在第一液體流道和氣泡發(fā)生區(qū)域之間的可動件，其自由端靠近所述噴射出口，其中自由端在氣泡發(fā)生區(qū)域中產(chǎn)生的壓力的作用下運動進(jìn)入第一液體流道，以將壓力導(dǎo)向第一液體流道的噴射出口；其中可動件具有一厚度比基部小的部分。
通過使用本發(fā)明新穎噴射原理的液體噴射方法和噴射頭，可由所產(chǎn)生的氣泡和運動的可移動件產(chǎn)生協(xié)同效果，從而可以高效率噴射靠近噴射出口的液體，因而提高噴射效率。例如，在本發(fā)明的大多數(shù)類型中，噴射效率甚至是現(xiàn)有技術(shù)中的兩倍。
在本發(fā)明的另一方面，即使是在記錄頭在低溫或在低濕度的條件下放置了很長時間，也能避免噴射的失效，即使噴射失效發(fā)生，通過一種包括預(yù)備噴射和抽吸恢復(fù)的小規(guī)?；謴?fù)步驟就能恢復(fù)正常操作。
在本發(fā)明中，“變化點或部分”意味著可動件的具有變形性的彎折點或部分，可通過改變厚度、材料和/或?qū)挾鹊葋硖峁┻@種點或部分。
在該說明書中，“上游”和“下游”定義為相對于從液體供應(yīng)源通過氣泡發(fā)生區(qū)域(可動件)到液體噴射出口的通常的液體流。
至于氣泡本身，“下游”定義為氣泡的直接用于噴射液滴的朝向噴射出口側(cè)。更具體地說，它通常意味著從氣泡中心相對于通常的液體流方向的下游，或從發(fā)熱元件的區(qū)域的中心相對于液流方向的下游。
在該說明書中，“基本上密封”通常意味著這樣一種密封狀態(tài)，即當(dāng)氣泡生長時，氣泡不會在可動件運動之前通過圍繞可動件的間隙(縫槽)漏出。
在該說明書中，“隔壁”可意味著一設(shè)置用于將與噴射出口直接流體連通的區(qū)域與氣泡發(fā)生區(qū)域隔開的壁(可包括可動件)，更具體地說，意味著一將包括氣泡發(fā)生區(qū)域的流道與直接與噴射出口流體連通的液體流道隔開的壁，因而防止液體在液體流道中混合。
可動件的自由端部分或區(qū)域可為可動件的下游側(cè)的自由端邊緣或為鄰近自由端的自由端邊緣和側(cè)邊緣。
當(dāng)可動件由于氣泡的發(fā)生而移離氣泡發(fā)生區(qū)域時，對可動件運動的阻力意味著由于液體自身或液體通道的結(jié)構(gòu)的阻力。通過提供一阻力傾斜，使用一物理止動件的阻力或使用到用流體的假想止動件的阻力可降低該阻力。
以下稱阻力為阻力或流阻。
通過下面參照附圖對本發(fā)明最佳實施例的描述，本發(fā)明的這些和其它目的，特征和優(yōu)點將變得更加明顯。
圖1(a)和(b)是兩個通常的液體噴射頭的液體流道結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2(a)，(b)，(c)和(d)是示出液體噴射頭的一個例子的噴射原理示意截面圖；圖3是圖1所示的液體噴射頭的部分剖開的透視圖；圖4為從通常的液體噴射頭中的氣泡的壓力傳播的示意截面圖；圖5為在本發(fā)明使用的噴射原理中液體噴射頭中的氣泡的壓力傳播的示意截面圖；圖6為本發(fā)明使用的噴射原理中液流的示意圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的液體噴射頭的示意剖面圖；圖8是本發(fā)明的液體噴射頭一部分的局部剖去的透視圖；圖9是示出本發(fā)明液體噴射頭工作狀態(tài)的示意的剖視圖；圖10(a)，(b)，(c)是本發(fā)明一個實施例的液體噴射頭中的可動件及第二液體液道的頂視圖；圖11(a)，(b)，(c)是本發(fā)明可用的活動件另一種結(jié)構(gòu)的示意剖視圖；圖12(a)是本發(fā)明可用的可動件另一實例的示意剖視圖，圖12(b)是該實例的頂視圖；圖13(a)，(b)，(c)是本發(fā)明可用的可動件另一實例的示意剖視圖；圖14是本發(fā)明的具有變化部分的可動件的結(jié)構(gòu)的一個實例的示意圖，液體噴射頭在靜止?fàn)顟B(tài)，圖14(b)示出其工作狀態(tài)。
圖15(a)，(b)是本發(fā)明一個實施例具有變化部分的可動件結(jié)構(gòu)的示意圖；圖16(a)，(b)，(c)是可動件結(jié)構(gòu)另一實例的頂視圖；圖17(a)，(b)是示出液體噴射頭剖面細(xì)節(jié)的示意圖；圖18為示出驅(qū)動脈沖的形式的示意圖；圖19為示出本發(fā)明的液體噴射頭的主要結(jié)構(gòu)的示意的分解透視圖；圖20是具有本發(fā)明液體噴射頭的噴射頭盒的示意的分解透視圖；圖21是可裝本發(fā)明液體噴射頭的液體噴射裝置實例的示意透視圖；圖22是用于驅(qū)動與本發(fā)明用的液體噴射裝置的驅(qū)動裝置的方框圖；圖23是使用本發(fā)明液體噴射頭的噴量記錄裝置結(jié)構(gòu)的示意透視圖；圖24是具有本發(fā)明液體噴射頭的噴射頭套件的示意圖；圖25是使用本發(fā)明的側(cè)面射手型噴射頭的示意剖視圖26是本發(fā)明側(cè)面射手型噴射頭的示意剖面圖，示出了工作狀態(tài)；圖27是與側(cè)面射手型噴射頭一起用的結(jié)構(gòu)的實例示意剖視圖；圖28示出一個側(cè)面射手型噴射頭，其中可動件具有均勻厚度。
參見附圖，圖2是沿著本發(fā)明實施例的液體流道剖切的液體噴射頭的示意剖面圖，而圖3是液體噴射頭的部分剖去的透視圖。
該實施例的液體噴射頭包括一發(fā)熱元件2(本實施例中為40μM×105μM的發(fā)熱電阻)，用作用于向液體供應(yīng)熱能以噴射液體的噴射能量發(fā)生元件；一元件基底1，其上設(shè)置所述發(fā)熱元件2；以及一形成在元件基底上方相應(yīng)于發(fā)熱元件2的液體流道10。流體流道10與公共液腔13流體連通，公共液腔用于將液體供至多個這種液體流道10，而多個這種液體流道與多個噴射出口18流體連通。
在元件基底上方液體流道10中，具有由例如金屬的彈性材料制成的懸壁梁形式的可動件或板31面向發(fā)熱元件2設(shè)置。可動件的一端固定到位于液體流道10或元件基底上由光敏樹脂材料成形的一基座(支承件)34或類似物上。由于這種結(jié)構(gòu)，可動件被支承，并且構(gòu)成一轉(zhuǎn)動中心(轉(zhuǎn)動中心部分)。
可動件31具有這樣的位置，使得在其相對于由噴射操作引起的從公共液腔13通過可動件31流向噴射出口18的通常的液流的上游側(cè)具有一轉(zhuǎn)動中心(為固定端的轉(zhuǎn)動中心部分)33，并在轉(zhuǎn)動中心33的下游側(cè)具有一自由端(自由端部分)32，可動件31面向發(fā)熱元件2并與之相距約15μM，好象它覆蓋著發(fā)熱元件2。氣泡發(fā)生區(qū)形成在發(fā)熱元件和可動件之間。發(fā)熱元件或可動件的類型、結(jié)構(gòu)或位置并不限于上面所述，而可作改變，只要能夠控制氣泡的生長和壓力的傳播。為了便于理解下面將要描述的液流，液體流道10由可動件31分成一直接與噴射出口18連通的第一液體流道14和具有氣泡發(fā)生區(qū)11和液體供應(yīng)口12的第二液體流道16。
如美國專利No.4,723,129所公開，通過使發(fā)熱元件2產(chǎn)生熱量，將熱量應(yīng)用到可動件31和發(fā)熱元件2之間的氣泡產(chǎn)生區(qū)11中的液體，這樣由薄膜沸騰現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡。由氣泡的產(chǎn)生引起的氣泡和壓力主要作用在可動件上，因而可動件31運動而繞轉(zhuǎn)動中心33朝向噴射出口側(cè)大開口，如圖2(b)和(c)或圖3所示。由于可動件31的運動及移動后的狀態(tài)，由氣泡產(chǎn)生和氣泡本身的成長所引起的壓力朝向噴射出口傳播。
這里，對根據(jù)本發(fā)明的一個基本噴射原理進(jìn)行說明。本發(fā)明鄂一個基本原理是面向氣泡設(shè)置的可動件根據(jù)氣泡產(chǎn)生或氣泡本身生長的壓力從正常的第一位置運動到第二位置，而運動中的或已運動的可動件31可將由氣泡的產(chǎn)生和/或氣泡本身的生長產(chǎn)生的壓力引向噴射出口18(下游側(cè))。
下面詳細(xì)說明現(xiàn)有技術(shù)中的不使用可動件的液體流道結(jié)構(gòu)(圖4)和本發(fā)明(圖5)的比較。這里，壓力朝向噴射出口的傳播方向用標(biāo)號VA表示，而壓力朝向上游的傳播方向由VB表示。
在如圖4所示的通常的噴射頭中，沒有用來調(diào)節(jié)由氣泡40的發(fā)生產(chǎn)生的壓力的傳播方向的結(jié)構(gòu)元件。因此，壓力傳播方向垂直于氣泡表面，由V1-V8表示，因而在通道中朝向各個方向。在這些方向中，從靠近噴射出口的氣泡的半部分的壓力傳播(V1-V4)具有沿VA方向的壓力分量，對液體噴射最為有效。該部分很重要，因為它直接有利于液體噴射效率，液體噴射壓力和噴射速度。此外，分量V1最靠近噴射方向VA，因此最有效，而V4具有相對較小的沿VA方向的分量。
另一方面，在如圖所示的本發(fā)明的情況下，可動件31可有效地將氣泡的壓力傳播方向V1-V4導(dǎo)向下游(噴射出口側(cè))，不然的話，氣泡將朝向各個方向。因此，使氣泡40的壓力傳播方向集中，從而氣泡40的壓力直接和有效地貢獻(xiàn)于噴射。
氣泡本身的生長方向與壓力傳播方向V1-V4一樣朝向下游，并在下游側(cè)比在上游側(cè)生長得更多。因而，氣泡本身的生長方向可通過可動件來控制，并因而控制氣泡的壓力傳播方向，因此，可顯著地提高噴射力和噴射速度等等。
參見圖2，下面詳細(xì)描述本實施例中的液體噴射頭的噴射工作。
圖2(a)示出給發(fā)熱元件2供給能量(例如電能)之前的狀態(tài)，因此，還沒有產(chǎn)生熱量。應(yīng)注意可動件31至少面向由發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的氣泡的下游部分。換句話說，為了使氣泡的下游部分作用在可動件上，液體流道具有這樣的結(jié)構(gòu)，以使可動件31至少位于發(fā)熱元件的區(qū)域的中心3的下游位置(即位于通過發(fā)熱元件的區(qū)域的中心3并垂直于流道的長度方向的線的下游)。
圖2(b)示出一種狀態(tài)，其中已給發(fā)熱元件2供給電能而使其產(chǎn)生熱量，充在氣泡生成區(qū)11中的部分液體已被加熱，從而通過薄膜沸騰產(chǎn)生氣泡。
此時，可動件31在由氣泡40產(chǎn)生的壓力的任用下從第一位置運動到第二位置，從而引導(dǎo)壓力朝向噴射出口傳播。應(yīng)注意，如上所述，可動件31的自由端32位于下游側(cè)(噴射出口側(cè))，而轉(zhuǎn)動中心33位于上游側(cè)(公共液腔側(cè))，因此，至少可動件的一部分面向氣泡的下游部分，也即發(fā)熱元件的下游部分。
圖2(c)示出一種狀態(tài)，其中氣泡進(jìn)一步生長，在由氣泡40生成導(dǎo)致的壓力的作用下，可動件31進(jìn)一步運動。生成的氣泡在下游比在上游成長得更多，它膨脹而大大超出可動件的第一位置(虛線所示位置)。
當(dāng)如上所述可動件31響應(yīng)氣泡40的生長逐漸運動時，控制氣泡40使其沿由氣泡產(chǎn)生的壓力能夠容易地逃出或釋放并且氣泡易于作體積位移的方向生長。換句話說，氣泡朝向可動件的自由端均勻地成長。這也有利于噴射效率的提高。
因而，應(yīng)理解隨著氣泡40的生長，可動件31逐漸運動，這樣氣泡40的壓力傳播方向，體積運動容易進(jìn)行的方向，也即氣泡的生長方向均勻地朝向噴射出口，因此，噴射效率提高。當(dāng)可動件朝向噴射出口引導(dǎo)氣泡和氣泡發(fā)生發(fā)生壓力時，它幾乎不會妨礙傳播和生長，并能根據(jù)壓力的程度有效地控制壓力的傳播方向和氣泡的生長方向。
圖2(d)示出一種狀態(tài)，其中，氣泡40隨著其中的壓力減小而收縮和消失，這為薄膜沸騰現(xiàn)象所特有。
已運動到第二位置的可動件31在由可動件本身的彈性和由于氣泡瓦解的負(fù)壓提供的恢復(fù)力的作用下返回圖2(a)所示的初始位置(第一位置)。隨著氣泡的瓦解，液體如VD1和VD2所示從公共液腔側(cè)回流并如VC所示從噴射出口側(cè)回流，從而補償在氣泡產(chǎn)生區(qū)11中氣泡體積的減小以及噴射液體的體積。
上面已對產(chǎn)生氣泡的可動件的操作和液體的噴射操作作了說明，現(xiàn)在對本發(fā)明的液體噴射頭中液體再充填進(jìn)行說明。
參見圖2，下面描述液體供應(yīng)機制。
當(dāng)氣泡在如圖2(c)所示的最大體積之后進(jìn)入氣泡收縮階段時，足以補償收縮氣泡體積的一定體積的流體從第一液體流道14的噴射出口側(cè)18和從第二液體流道16的氣泡產(chǎn)生區(qū)流入氣泡產(chǎn)生區(qū)中。
在沒有可動件31的通常的流體流道結(jié)構(gòu)的情況下，從噴射出口側(cè)流到氣泡瓦解位置的液體量和從公共液腔流到此處的流體量歸因于比氣泡產(chǎn)生區(qū)更靠近噴射出口的部分和靠近公共液腔的部分的流阻。
因此，當(dāng)供應(yīng)口側(cè)的流阻小于另一側(cè)的流阻時，大量的液體從噴射出口側(cè)流入氣泡收縮位置，其結(jié)果彎月形收縮較大。由于為增加噴射效率的目的而減小噴射出口中的流阻，隨著氣泡的收縮而使彎月形收縮M增加，其結(jié)果需更長的重新充填時間，因而難以進(jìn)行告訴打印。
根據(jù)該實施例，由于設(shè)有可動件31，當(dāng)可動件由于氣泡的破裂而返回初始位置時彎月形收縮停止，然后，由通過第二流道16的液體流VD2供應(yīng)液體而充填體積W2(W1為超出可動件31的第一位置的氣泡體積W的上側(cè)的體積，而W2為其氣泡產(chǎn)生區(qū)11的體積)。在現(xiàn)有技術(shù)中，氣泡體積W的一半體積為彎月形收縮的體積，但根據(jù)該實施例，只有約一半(W1)為彎月形收縮的體積。
固此，迫使主要用氣泡破裂時的壓力從第二流道的上游(VD)沿可動件31的發(fā)熱元件側(cè)的表面為體積W2供應(yīng)液體，因而，可更快速地進(jìn)行重新充填動作。
當(dāng)在通常的噴射頭中使用氣泡破裂時的壓力進(jìn)行重新充填時，彎液面的振動增加，其結(jié)果破壞了圖像質(zhì)量。然而，根據(jù)該實施例，由于抑制了在噴射出口側(cè)和氣泡發(fā)生區(qū)11的噴射出口側(cè)第一液體流道14中的液流，因而可減小彎液面的振動。
因此，根據(jù)本實施例，通過由第二流道16的液體供應(yīng)通道12向氣泡發(fā)生區(qū)強制重新充填以及抑制彎液面收縮和振動，可進(jìn)行高速的重新充填。因此，可獲得噴射的穩(wěn)定性和高速的重復(fù)噴射，并且當(dāng)該實施例用于記錄領(lǐng)域時，可提高圖像質(zhì)量和記錄速度。
該實施例提供以下有效的功能。由氣泡發(fā)生產(chǎn)生對向上游側(cè)傳播壓力的抑制(回波)。產(chǎn)生在熱量發(fā)生發(fā)生元件2上的氣泡的公共液腔13側(cè)(上游)的壓力起主要作用，用于將液體推回到上游側(cè)(回波)?；夭ㄆ茐挠缮嫌蝹?cè)的壓力向液體流道中的液體的重新充填，所產(chǎn)生的液體運動以及所產(chǎn)生的慣性力。在該實施例中，這些向上游側(cè)的動作由可動件31抑制，從而進(jìn)一步改善了重新充填的性能。
下面描述進(jìn)一步的特征和有益的效果。
該實施例的第二液體流道16具有一液體供應(yīng)通道12，在發(fā)熱元件2的上游側(cè)，其內(nèi)壁基本與發(fā)熱元件2平齊(發(fā)熱元件的表面沒有很大的向下的階梯)。由于這種結(jié)構(gòu)，向發(fā)熱元件2的表面和氣泡產(chǎn)生區(qū)域11的液體供應(yīng)沿可動件31的表面發(fā)生在靠近氣泡產(chǎn)生區(qū)域11的位置，由VD2表示。因此，抑制了發(fā)熱元件2的表面上的液體停滯，從而抑制了分解氣體的析出，并且殘留的未消失的氣泡不難去除，此外，液體中的熱量積累也不會過高。因此，可以高速重復(fù)進(jìn)行穩(wěn)定的氣泡產(chǎn)生。在該實施例中，液體供應(yīng)通道12具有基本上平的內(nèi)壁，但并不限于此，只要液體供應(yīng)通道的內(nèi)壁具有這種從發(fā)熱元件的表面光滑地延伸的結(jié)構(gòu)，使得不會在液體供應(yīng)中在熱量產(chǎn)生元件上產(chǎn)生液體停滯及渦流，這種液體供應(yīng)通道就是令人滿意的。
向氣泡發(fā)生區(qū)域的液體供應(yīng)通過可動件的側(cè)部的一個間隙(縫槽35)進(jìn)行，由VD1表示。為了更有效地將氣泡生成時的壓力導(dǎo)向噴射出口，如圖2所示，可使用一個覆蓋氣泡發(fā)生區(qū)域(覆蓋發(fā)熱元件)的大的可動件。然后，隨著可動件恢復(fù)到第一位置，氣泡發(fā)生區(qū)域11和靠近噴射出口的第一液體流道14之間的流阻增加，從而可抑制液體沿VD1方向向氣泡發(fā)生區(qū)域11的流動。然而，根據(jù)本實施例的噴射頭結(jié)構(gòu)具有有效地向氣泡發(fā)生區(qū)域供應(yīng)液體的液流，大大提高了液體的供應(yīng)性能，因而，即使可動件31覆蓋氣泡產(chǎn)生區(qū)域11以提高噴射效率，也不會損害液體的供應(yīng)性能。
可動件31的自由端32和轉(zhuǎn)動中心33之間的位置關(guān)系是自由端位于轉(zhuǎn)動中心的下游位置，例如如圖6中所示。由于這種結(jié)構(gòu)，在氣泡產(chǎn)生時中確保將壓力傳播方向和氣泡成長方向?qū)驀娚涑隹趥?cè)的功效。此外，這種位置關(guān)系不僅有利于提高與噴射有關(guān)的功效，而且也能減小液體供應(yīng)時通過液體流道10的流阻，從而允許高速的重新充填。當(dāng)彎液面M收縮時，如圖6中所示，噴射由于毛細(xì)作用力而返回到噴射出口18，或者當(dāng)供應(yīng)液體以補償氣泡的破裂時，自由端和轉(zhuǎn)動中心33處于這樣的位置，以使通過包括第一流道14和第二流道16的液體流道10的液流S1，S2和S3不會停留。
更具體地說，在本實施例中，如上所述，可動件31的自由端32面向用于將發(fā)熱元件2分成上游和下游區(qū)域的中心區(qū)域3(通過熱量發(fā)上元件的中心并垂直于液體流道方向的線)的下游位置。可動件31接受大大貢獻(xiàn)于液體在發(fā)熱元件的中心位置3下游側(cè)的噴射的壓力和氣泡，并將壓力導(dǎo)向噴射出口側(cè)，從而顯著地提高噴射效率或噴射力。
如上所述，使用氣泡的上游側(cè)可提供進(jìn)一步的有益的效果。
此外，應(yīng)考慮在本實施例的結(jié)構(gòu)中，可動件31的自由端的瞬態(tài)機械運動有利于液體的噴射。
本發(fā)明的噴射原理及結(jié)構(gòu)基本上是同樣的，但是本發(fā)明有進(jìn)一步的改進(jìn)。下面說明本發(fā)明的實施例。
在實施例的說明中，第一液體流道14和第二液體流道16被隔壁30隔開，但是本發(fā)明可與前面所述的各種類型的噴射頭一起用。
(實施例1)圖7示出第一實施例。在圖7中，A示出一已向上運動的可動件，盡管未示出氣泡，而B示出位于初始位置(第一位置)的可動件，其中氣泡發(fā)生區(qū)域11基本上相對于噴射出口18密封。盡管圖中未示出，在A和B之間有一分離流道的流道壁。
在本實施例的液體噴射頭中，產(chǎn)生氣泡的第二液體流道16設(shè)在元件基底1上，該基底1設(shè)有發(fā)熱元件2(40×100μM)用來供應(yīng)熱能以便在液體中產(chǎn)生氣泡，還有在第二液體流道16上方設(shè)置的噴射液體的第一液體流道14，直接與噴射出口18連通。
第一液體流道的上游側(cè)與把噴射液體供入多個第一液體流道的第一臺共液腔15連通，而第二液體流道16的上游側(cè)與用來把產(chǎn)生氣泡的液體供到多個第二液體流道的第二公共液腔連通。
第一流道的結(jié)構(gòu)使其高度朝噴射出口逐漸增加。
在產(chǎn)生氣泡的液體和噴射液體是同一液體的情形下，公共液腔的數(shù)目可是一個。
也就是，在第一第二液體流道之間，在具有構(gòu)成第二液體流道的空間的位置，及在設(shè)有作為發(fā)熱元件2的發(fā)熱電阻部分和把電信號供到發(fā)熱電阻部分的接線電極(未示出)的元件基底1的上方，設(shè)有一如金屬之類的彈性材料的隔壁30使第一液體流道與第二液體流道分開。在要減少產(chǎn)生氣泡的液體和噴射液體的混合的情形下，第一液體流道14和第二液體流道16最好用隔壁隔開。但是，當(dāng)允許混合一定程度，完全隔開不是必不可少的。
在發(fā)熱元件向上突出的空間中隔壁的一部分(包括圖7中A，B(氣泡產(chǎn)生區(qū)11)的產(chǎn)生噴射壓力的區(qū)域)是一個懸臂可動件31的形式，該可動件由切口35形成，在公共液腔15，17側(cè)有支軸33，在噴射出口側(cè)(相對于總的液體流的下游)有自由端。可動件31面向表面，因此其工作時基于產(chǎn)生氣泡的液體產(chǎn)生氣泡而朝向第一液體流道的噴射出口側(cè)打開(如圖中箭頭方向)。
本實施例的活動件31在根部或轉(zhuǎn)動中心33和自由端32之間的部分厚度比轉(zhuǎn)動中心33處的厚度薄。換言之，在可動件中變化部分是連續(xù)的。在本實施例中，轉(zhuǎn)動中心部分33的厚度為5μM，厚度連續(xù)或逐漸地向自由端減小，自由端的厚度為2μM。具有這種結(jié)構(gòu)，可動件各部分相應(yīng)于發(fā)熱元件2產(chǎn)生氣泡而發(fā)生的位移，比均勻或固定厚度的情形下的位移，朝著自由端側(cè)更大。如圖9所示，與有均勻厚度的可動件比，本實施例可動件各部分位移更大，最大的位移在自由端，使得基于氣泡產(chǎn)生的壓力和氣泡增長可有效地進(jìn)行。
這時在可動件中在轉(zhuǎn)動中心部分發(fā)生的應(yīng)力由于厚度的變化而更廣地分布開，因此比均勻厚度情形下應(yīng)力小，因而明顯地改善了可動件的耐久性。改進(jìn)了噴射效率的噴射壓力，同時改善了可動件的耐久性。
如圖8所示，可動件31的變化部分在與發(fā)熱元件2相對的位置。
圖10示出了可動件31和第二液體流道16之間的位置關(guān)系，其中圖10(a)是可動件31的頂視圖，圖10(b)是第二液體流道的頂視圖，隔壁30已移去。圖10(c)示意地示出了可動件31和第二液體流道16之間的位置關(guān)系。
圖10(d)示出了一個實施例，其中可動件的變化點或變化部分(彎曲點或彎曲部分)由使用不同材料提供，而厚度是均勻或恒定的?？梢韵刃纬扇缟鲜鲚^小厚度的部分，然后在該部分涂上比可動件彈性模量小或剛性小(也就是更易彎曲的材料)的材料。厚度和/或?qū)挾瓤蛇M(jìn)一步減小以進(jìn)一步提供變化點。在圖10(d)示出的結(jié)構(gòu)的同樣部分也提供了結(jié)合圖7-9說明的應(yīng)力分散效果，因而提供了同樣有利的效果。
在本實施例中，可動件的轉(zhuǎn)動中心部分朝自由端厚度變小，因此可動件位移和偏轉(zhuǎn)時，可動件的自由端位移得更多，與上述類似，改善了轉(zhuǎn)動中心部分耐久性，同時進(jìn)一步改善了噴射效率及噴射功率。
(實施例2)圖11示出了另一個實例，其中可動件的自由端側(cè)比轉(zhuǎn)動中心部分小。圖11(a)和(b)中，示出了鄰近可動件的噴射頭的縱向部分。
除可動件31外的結(jié)構(gòu)基本與第一實施例中的一樣，為簡單起見不再對它們作詳細(xì)說明。在圖11(a)中，可動件31的厚度從轉(zhuǎn)動中心部分朝自由端側(cè)逐漸階梯地減小，使得設(shè)成多個變化部分。在該實例中，鄰近自由端部分的區(qū)域的厚度度為2μM，一個區(qū)域厚度為3μM穿過變化部分，一個區(qū)域厚度為4μM穿過變化部分，在支軸部分隔壁厚度為5μM。
具有這種結(jié)構(gòu)，可動件的位移狀況使得位移程度階梯形變化，在自由端有最大的變化率。圖11(a)所示結(jié)構(gòu)的可動件的形狀與前述實施例的可動件形狀相比，是具有階梯形厚度變化，使厚度改變的邊界部分提供了變化部分(偏轉(zhuǎn)部分)，更容易制造。
圖11(b)中，在從轉(zhuǎn)動中心部分的自由端側(cè)的變化部分31p處，可動件厚度以5μM(轉(zhuǎn)動中心部分厚度)通過一個臺階減小到2μM(自由端部分厚度)，使得自由端位移更增加。厚度改變的邊界部分提供了變化部分，并且變化部分在產(chǎn)生氣泡區(qū)，使得噴射效率增加。并使制造更方便。
圖11(c)中，可動件厚度從5μM朝自由端減薄到2μM，但是在靠近自由端部分厚度又稍微增加。具有這樣厚度先減小隨后增加的結(jié)構(gòu)，除了端部分，可動件整體的位移程度更大。并且，在厚度增加部分(變化部分)的位移減小以抑制在自由端部分過分大的位移，與第一實施例相比，位移更小，但是在可動件自由端部增加的質(zhì)量允許可動件像鞭子一樣偏轉(zhuǎn)，通過可動件的機械位移而提高壓力的傳遞。因此，控制自由端區(qū)使得氣泡的生長方向稍微朝向噴射出口側(cè)，由此進(jìn)一步穩(wěn)定噴射效率。按照圖11(a)到(c)任一個，都改善了耐久性，因為避免了應(yīng)力集中，或應(yīng)力能消散或分散開。
(實施例3)圖12是示出可動件另一種結(jié)構(gòu)的示意圖。其中圖12(a)是鄰近可動件的噴射頭的縱剖面圖，圖12(b)是由圖12(a)的頂部看的可動件的示意圖。在該實施例中，與第一實施例類似，轉(zhuǎn)動中心部分厚度為5μM，自由端部分厚度為2μM。在面對發(fā)熱元件位置的上游(產(chǎn)生氣泡區(qū)的上游)的位置，可動件寬度為30μM，比其它部分寬度(40μM)小。具有這種結(jié)構(gòu)，可動件的位移更加容易，使得噴射效率進(jìn)一步改善，并進(jìn)一步增加位移。
圖13(a)，(b)，(c)示出了可動件結(jié)構(gòu)的另一些實例。圖13中，與第一實施例類似，可動件的厚度從轉(zhuǎn)動中心部分33向自由端部分32逐漸增加。由于在轉(zhuǎn)動中心部分33，可動件的寬度比自由端部分32處更大，可動件的耐久性改善了，伴隨著使可動件位移更大，這樣增加了噴射效率及噴射壓力。
特別，如圖13(c)所示，通過在可動件設(shè)置減小部分，可動件的位移能進(jìn)一步增加而不增加轉(zhuǎn)動中心處的應(yīng)力。
(實施例4)圖14表示了可動件的另一種構(gòu)形，在此實施例中，變化部分10由相對于發(fā)熱元件面對氣泡發(fā)生區(qū)，圖14(a)的活動元件的一個較厚部分構(gòu)成。
利用這種結(jié)構(gòu)，如圖14(b)所示，可動件在自由端32側(cè)的移動比較容易產(chǎn)生，使得氣泡發(fā)生能更指向噴射出口側(cè)。此時，轉(zhuǎn)動中心(支點)部分的應(yīng)力與沒有變化部分的情況相比大幅度降低，因此提高了可動件的耐久性。
在圖14中，S表示一個對應(yīng)于上述流道的“阻力”的止動件，其作用是，當(dāng)變化部分100和轉(zhuǎn)動中心(支點)33之間的部分移動時，提供一個上限。在此實施例中，上述應(yīng)力由止動件S進(jìn)一步驅(qū)散，而且氣泡的生長的方向被進(jìn)一步移向噴射出口側(cè)。變化部分100與用于形成氣泡的發(fā)熱元件2的中心部分是相對的，固此，主要貢獻(xiàn)于噴射的氣泡生長的下游部分能通過具有自由端32的前端部的大幅度移動而高效地指向第一液流通道14。
因此，在此實施例中，利用止動件S和變化部分100，可提供較高效的噴射狀態(tài)。不帶止動件S的此實施例結(jié)構(gòu)，以及帶有此止動件S的其他實施例的結(jié)構(gòu)，都可用作為本發(fā)明的實施例。
圖15示出了這樣的實施例，其中，上述變化部分100設(shè)置在與發(fā)熱元件2相對的位置的上游，其中可動件31的移動與圖14所示的結(jié)構(gòu)相比可從一個更靠近支點33的位置開始增加。在圖15(a)中，變化部分僅設(shè)置在與發(fā)熱元件相對的位置的一個上游位置；而在圖15(b)中，變化部分設(shè)置在與發(fā)熱元件相對的位置的上游位置和與發(fā)熱元件相對的位置這兩個位置上。在圖15(b)中，自由端側(cè)的移動可比圖15(a)中的大。
在此實施例中，可動件的變化部分的厚度為3μM，而其他部分的厚度為5μM。
在圖15(a)和(b)中，氣泡的生長程度和可動件的運動狀態(tài)用虛線表示，以便作清楚的比較。
在圖15(a)中，變化部分100并不相對著由發(fā)熱元件2產(chǎn)生的氣泡的大部，因此，位于自由端部32和變化部分100之間的可動部分的運動幅度可更大。因此，可以高效地將整個氣泡引導(dǎo)至自由端側(cè)。
與圖15(a)的結(jié)構(gòu)相比，圖15(b)的結(jié)構(gòu)是這樣的一個附加的變化部分1001設(shè)置在與發(fā)熱元件相對的一個位置上，并且處于可動件31的轉(zhuǎn)動中心部分33側(cè)且相對于液流通道的流動方向超出發(fā)熱元件2的中部C。除了引導(dǎo)直接用作噴射的氣泡的下游側(cè)半部以外，變化部分1001還能有效地利用可動件自由端側(cè)的大幅度運動來快速和可靠地沿著噴射方向引導(dǎo)氣泡的中部區(qū)域的生長，使得噴射效率進(jìn)一步提高，而噴射頭的設(shè)計范圍(容度)得以提高。
因此，在圖15(b)中，變化部分1001的作用與圖15(a)中的變化部分100的作用相疊加，使得噴射得以協(xié)同地提高。
變化部分1001可以加到前述任何實施例中，它也可從圖15(b)的結(jié)構(gòu)中去掉。
在上述實施例中，噴射頭為邊緣射手型，但本發(fā)明同樣適用于側(cè)面射手型噴射頭。
在上述實施例中，以及在下述實施例中，應(yīng)力可被驅(qū)散開，由此可提高可動件的耐久性。其它實施例在上述中，已經(jīng)對根據(jù)本發(fā)明的液體噴射頭的主要部分和液體噴射方法作了描述。下面將對可用于上述實施例的更具體的實施例進(jìn)行說明。下述例子既可用于單流道型，又可用于雙流道型，而無需特別的說明。(可動件和隔壁)圖16示出可動件31的另一個實施例，其中標(biāo)號35表示一形成在隔壁中的縫槽，并且該槽可有效地提供可動件31。在圖16(a)中，可動件具有矩形結(jié)構(gòu)，在圖16(b)中，它在轉(zhuǎn)動中心側(cè)較窄，以提高可動件的靈活性，而在圖16(c)中，可動件具有較寬的轉(zhuǎn)動中心側(cè)，以提高可動件的耐久性。然而，可動件的結(jié)構(gòu)并不限于上述這種，而可為任何一種，只要它不進(jìn)入第二液體流道側(cè)并且具有高的靈活性和耐久性。
在上述實施例中，板或薄膜可動件31具有上述的厚度和結(jié)構(gòu)，而具有這種可動件的隔壁5在其不作為可動部分的區(qū)域由厚度為5微米的鎳制成，但并不限于該例子，而可為任何一種，只要它對氣泡發(fā)生液體和噴射液體具有抗溶解性，彈性足以允許可動件的工作，并且可形成所要求的細(xì)小的縫槽即可。
用于可動件的材料的最佳的例子包括耐久材料，例如金屬，如銀，鎳，金，鐵，鈦，鋁，鉑，鉭，不銹鋼，磷青銅等，它們的合金，或例如丙烯腈，丁二烯，苯乙烯等的具有腈基的樹脂材料，例如聚酰胺等的具有酰胺基的樹脂材料，例如聚碳酸酯等的具有羧基的樹脂材料，例如聚醛等的具有醛基的樹脂材料，例如聚砜的具有嗍砜基的樹脂材料，例如液晶聚合物等或其化合物的樹脂；或者具有抵抗油墨的耐久性的材料，例如金屬，例如金，鎢，鉭，鎳，不銹鋼，鈦，它們的合金涂有這種金屬的材料，例如聚酰胺等的具有酰胺基的樹脂材料，例如聚醛的具有醛基的樹脂材料，例如聚酮醚的具有酮基的樹脂材料，例如聚酰亞胺的具有酰亞胺基樹脂材料，例如酚醛樹脂的具有羥基樹脂材料，例如聚乙烯的具有乙基的樹脂材料，例如聚丙烯的具有烷基的樹脂材料，例如環(huán)氧樹脂材料的具有環(huán)氧基的樹脂材料，例如密胺樹脂材料的具有氨基的樹脂材料，例如二甲苯樹脂材料的具有羥甲基的樹脂材料，它們的化合物，例如二氧化硅或其化合物的陶瓷材料。
隔壁的最佳例子包括具有高抗熱性，高抗溶解性和高模制性的樹脂材料，更具體地說包括最近的工程塑性樹脂材料，例如聚乙烯，聚丙烯，聚酰胺，聚對苯二甲酸乙酯，密胺樹脂材料，酚醛樹脂，環(huán)氧樹脂材料，聚丁二烯，聚氨基甲酸乙酯，聚酮醚，聚醚砜，聚丙烯酸酯，聚酰亞胺，聚砜，液晶聚合物(LCP)，或其化合物，或例如二氧化硅，氮化硅，鎳，金，不銹鋼，它們的合金的金屬和化合物，或涂有鈦或金的材料。
隔壁的厚度從壁具有足夠的強度和可動件具有足夠的操作性的立足點根據(jù)使用的材料和結(jié)構(gòu)來確定，通常需使其厚度為約0.5μM-10μM。
用于提供可動件31的縫槽35的寬度在該實施例中為2μM。當(dāng)氣泡發(fā)生液體和噴射液體為不同的材料時，應(yīng)避免液體的混合，該間隙應(yīng)使在液體之間形成彎液面，從而避免它們之間的混合。例如，當(dāng)氣泡發(fā)生液體具有約2cP的粘度時，噴射液體的粘度不小于100cP。約5μM寬的縫槽足以避免液體的混合，但最好為不大于3μM。(元件基底)下面描述設(shè)有用于加熱液體的發(fā)熱元件的元件基底的結(jié)構(gòu)。
圖17為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的液體噴射頭的縱截面圖。
在元件基底1上安裝一槽形件50該槽形件50具有多個第二液體流道16，多個隔壁30，多個第一液體流道14和多個用于構(gòu)成第一液體流道的槽。
元件基底1在一用于絕熱和蓄熱的氧化硅或氮化硅薄膜106上具有鋁等制成的成形接線電極(厚度為0.2-1.0μM)和由硼化鉿(HfB2)，氮化鉭(TaN)，鋁化鉭(TaAl)等制成構(gòu)成發(fā)熱元件的成形電阻層105(厚度為0.01-0.2μM)，而薄膜又位于硅等的基底107上。通過兩個接線電極104給電阻層105施加壓力，以使電流流過電阻層而產(chǎn)生熱量。在接線電極之間，在電阻層上設(shè)置一由氧化硅，氮化硅等制成，厚度為0.1-2.0μM的保護(hù)層，此外，其上形成一由鉭等制成的抗氣蝕層(厚度為0.1-0.6μM)以保護(hù)電阻層105不與例如油墨的各種液體接觸。
氣泡發(fā)生和破裂時產(chǎn)生的壓力和沖擊波是如此之大，使得相對較脆的氧化薄膜的耐久性受到破壞，因此，使用例如鉭(Ta)等的金屬材料用作抗氣蝕層。
根據(jù)液體，液體流道結(jié)構(gòu)和電阻材料的結(jié)合可省略保護(hù)層，圖5(b)示出一個這種例子。不需要保護(hù)層的電阻層的材料包括，例如，銥-鉭-鋁合金等。因而，前述實施例中的發(fā)熱元件的結(jié)構(gòu)只包括電阻層(熱量發(fā)生部分)或可包括用于保護(hù)電阻層的保護(hù)層。
在本實施例中，發(fā)熱元件具有一熱量發(fā)生部分，熱量發(fā)生部分具有響應(yīng)電信號產(chǎn)生熱量的電阻層，但并不限于此，而可為任何方式，只要在氣泡發(fā)生液體中能夠產(chǎn)生足以噴射液體的氣泡。例如，熱量發(fā)生部分可為光熱變換器形式，它在接受例如激光的光線時產(chǎn)生熱量，或為在接受高頻波時產(chǎn)生熱量的裝置。
除了構(gòu)成熱量發(fā)生部分的電阻層105和由用于供應(yīng)電信號到電阻層的接線電極104構(gòu)成的電熱變換器外，在元件基底1上也可整體內(nèi)設(shè)用于有選擇地驅(qū)動電熱變換器元件的例如三極管，二極管，鎖存器，移位寄存器等的功能元件。
為了通過驅(qū)動上述元件基底1上的電熱變換器的熱量發(fā)生部分而噴射液體，通過接線電極104向電阻層105輸送如圖18中所示的矩形脈沖，以在接線電極之間的電阻層105中引起瞬態(tài)熱量發(fā)生。在上述實施例的噴射頭的情況下，施加的能量具有電壓24V，脈沖寬度7μsec，電流150mA以及頻率6kHz，以驅(qū)動發(fā)熱元件，由此通過前述方法由噴射出口噴出液體油墨。然而，驅(qū)動信號條件并不限于此，而可為任何條件，只要氣泡發(fā)生液體能適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生氣泡。(噴射液體和產(chǎn)生氣泡的液體)如上面實施例中所述，根據(jù)本發(fā)明，通過具有上述可動件的結(jié)構(gòu)，可以比通常的液體噴射頭高的噴射力或噴射效率噴射液體。當(dāng)產(chǎn)生氣泡的液體和噴射液體為同一種液體時，液體可能不會變壞，并且可減小由于加熱而在發(fā)熱元件上的沉淀。因此，通過重復(fù)氣化和濃縮，可進(jìn)行可逆的狀態(tài)變化。因此，如果液體不會損壞液體流道，可動件或隔壁等，則可使用各種液體。
在這些液體中，可使用具有用于通常的氣泡噴射裝置中的成分的液體作為記錄液體。
當(dāng)本發(fā)明的兩流道結(jié)構(gòu)使用不同的噴射液體和產(chǎn)生氣泡的液體時，可使用具有上述性質(zhì)的產(chǎn)生氣泡的液體，更具體地說，其例子包括甲醇，乙醇，n-丙醇，異丙醇，n-n-己醇，n-庚醇，n-辛醇，甲苯，二甲苯，二氯甲烷，三氯乙烯，氟利昂TF，氟利昂BF，乙醚，二氧雜環(huán)己烷，環(huán)己烷，乙酸甲酯，乙酸乙酯，丙酮，丁酮，水等，和它們的混合物。
至于噴射液體，可使用各種液體，而不用考慮其氣泡發(fā)生性質(zhì)或熱性質(zhì)的程度。在現(xiàn)有技術(shù)中由于低的氣泡發(fā)生性質(zhì)和/或由于加熱而易改變性質(zhì)而未被使用的液體也是可以使用的。
然而，需要噴射液體通過自身或通過與產(chǎn)生氣泡的液體反應(yīng)而不會妨礙噴射，氣泡發(fā)生或可動件的操作等。
至于記錄液體，可使用高粘度油墨等。至于另一種噴射液體，可使用具有易于變壞性質(zhì)的藥劑和香水。具有下列成分的油墨用作記錄液體，可同時用于噴射液體和產(chǎn)生氣泡的液體，并進(jìn)行記錄操作。由于油墨的噴射速度提高，液滴的噴射精度提高，因此，可記錄高質(zhì)量的圖像。
粘度為2cp的染料油墨(C.I.食品黑2)染料 3wt.％二甘醇10wt.％硫二甘醇 5wt.％乙醇 5wt.％水77wt.％也可用下面的用于產(chǎn)生氣泡的液體和噴射液體的液體組合來進(jìn)行記錄操作。其結(jié)果，可適當(dāng)?shù)貒娚湓谇懊嬗糜趪娚涞恼扯葹槭畮譪ps的液體，甚至可適當(dāng)?shù)貒娚?50cps的液體，以提供高的圖像質(zhì)量。
產(chǎn)生氣泡的液體1乙醇 40wt.％水 60wt.％產(chǎn)生氣泡的液體2水 100wt.％產(chǎn)生氣泡的液體3異丙基醇 10wt.％水 90wt.％噴射液體1(約15cp的顏料油墨)碳黑5wt.％苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸乙酯共聚物樹脂材料 1wt.％分散材料(氧化物140，平均分子重量)單乙醇胺0.25wt.％甘油69wt.％硫二甘醇5wt.％乙醇3wt.％水 16.75wt.％噴射液體2(55cp)聚乙二醇200 100wt.％噴射液體3(150cp)
聚乙二醇600 100wt.％當(dāng)噴射不易噴射的液體時，噴射速度較低，因此，在記錄紙上噴射方向擴大，其結(jié)果導(dǎo)致差的噴射精度。此外，由于噴射的不穩(wěn)定性而發(fā)生噴射量的變化，因而不能記錄高質(zhì)量的圖像。然而，根據(jù)本實施例，使用產(chǎn)生氣泡的液體允許氣泡的充分和穩(wěn)定發(fā)生，因而，可提高液滴的噴射精度和油墨噴射量的穩(wěn)定性，從而大大地提高記錄的圖像的質(zhì)量。(雙液體通道頭的結(jié)構(gòu))圖19為根據(jù)本發(fā)明的雙液體通道噴射頭的分解透視圖，示出其通常結(jié)構(gòu)。
上述元件基底1設(shè)置在鋁等制成的支承件70上。第二液體通道的壁72和第二公共液體腔17的壁71設(shè)置在該基底1上。其一部分構(gòu)成可動件31的隔壁30放置在它們的頂部。在該隔壁30的頂部設(shè)置一槽形件50，它包括多個構(gòu)成第一液體通道14的槽；一第一公共液體腔15；一用于向第一公共液體腔15供應(yīng)第一液體的供應(yīng)通道20；和一用于向第二公共液體腔17供應(yīng)第二液體的供應(yīng)通道21。(液體噴射頭卡盒)下面描述具有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的液體噴射頭的液體噴射頭卡盒。
圖20為包括上述液體噴射頭的一種液體噴射頭盒的分解示意圖，該液體噴射頭卡盒通常包括一液體噴射頭部分200和一液體容器80。
液體噴射頭部分200包括一安裝基底1，一隔壁30，一槽形件50，一限制彈簧70，一液體供應(yīng)件90和支承件70。元件基底1設(shè)有多個用于向氣泡發(fā)生液體供應(yīng)熱量的熱量發(fā)生電阻，如上所述。在元件基底1和具有可動件的隔壁30之間形成一氣泡發(fā)生液體通道。通過隔壁30和槽形頂板50相連，形成一與噴射液體流體連通的噴射流道(未示出)。
限制彈簧70用來將槽形件50壓向元件基底1，并能有效地使元件基底1，隔壁30，槽形件50和支承件70適當(dāng)?shù)匦纬蔀橐粋€整體，如后面將要描述的。
支承件70用于支承一元件基底1等，其上具有一與元件基底1相連用于輸送電信號的線路板71，和用于當(dāng)該盒安裝在設(shè)備上時在裝置側(cè)之間傳遞電信號的接觸墊72。
液體容器90中分別盛有用于輸送給液體噴射頭的例如油墨的噴射液體和用于氣泡發(fā)生的氣泡發(fā)生液體。液體容器90的外側(cè)設(shè)有用于安裝一用于連接液體噴射頭和液體容器的連接件的定位部分94，和用于固定連接部分的固定軸95。噴射液體通過連接件的連接通道81從液體容器的噴射液體供應(yīng)通道供應(yīng)至液體供應(yīng)件80的噴射液體供應(yīng)通道81，并噴射液體供應(yīng)通道83和供應(yīng)端21供應(yīng)至一第一公共液體腔。相似地，氣泡發(fā)生液體通過連接件的供應(yīng)通道從液體容器的供應(yīng)通道93供應(yīng)至液體供應(yīng)件80的氣泡發(fā)生液體的供應(yīng)通道82，并通過該件的氣泡發(fā)生液體供應(yīng)通道84，71，22供應(yīng)至第二液體腔。
在這種液體噴射頭卡盒中，即使氣泡發(fā)生液體和噴射液體為不同的液體，也可以良好的秩序供應(yīng)液體。當(dāng)氣泡發(fā)生液體和噴射液體為相同的液體時，則不需要將氣泡發(fā)生液體和噴射液體的供應(yīng)通道分開。
在液體用完后，可向液體容器供應(yīng)各種液體。為方便這種供應(yīng)，需在液體容器上設(shè)置一液體注射口。液體噴射頭和液體容器可為一個整體，或為可分開的。(液體噴射裝置)圖21為一種與上述液體噴射頭一起使用的液體噴射裝置的示意圖。在該實施例中，噴射液體為油墨，而設(shè)備為油墨噴射記錄設(shè)備。液體噴射裝置包括一支架HC，其上可安裝一包括相互可拆卸地連接的液體容器部分90和液體噴射頭部分200的噴射頭。支架HC沿由記錄材料輸送裝置輸送的例如記錄紙的記錄材料的寬度方向往復(fù)運動。
當(dāng)從圖中未示出的驅(qū)動信號供應(yīng)裝置給液體噴射裝置供給一驅(qū)動信號時，記錄液體響應(yīng)該信號從液體噴射頭噴射至記錄材料。
該實施例的液體噴射裝置包括一電機111，用作驅(qū)動記錄材料輸送裝置和支架的驅(qū)動源；齒輪112，113，用于從驅(qū)動源將動力傳送至支架；以及支架軸115等等。通過記錄裝置和使用上述記錄裝置的液體噴射方法，可將液體噴射到各種記錄材料上而提供良好的打印。
圖22為用于描述一種采用了根據(jù)本發(fā)明的液體噴射方法和液體噴射頭的噴墨記錄設(shè)備的通常的工作過程的方框圖。
記錄裝置從一主計算機300接受控制信號形式的打印數(shù)據(jù)。打印數(shù)據(jù)臨時儲存在打印設(shè)備的輸入接口301中，同時，轉(zhuǎn)換成可處理的數(shù)據(jù)并輸入CPU302，它用作供給一噴射頭驅(qū)動信號的裝置。通過在儲存在一ROM303中的控制程序之后使用例如RAMs304等的周邊單元對信號進(jìn)行處理，CPU將上述輸入CPU中的數(shù)據(jù)處理成可打印的數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))。
此外，為了在記錄紙上一個適當(dāng)?shù)狞c上記錄下圖像，CPU302產(chǎn)生驅(qū)動數(shù)據(jù)，以驅(qū)動驅(qū)動電機而使記錄紙和記錄頭與圖像數(shù)據(jù)同步運動。圖像數(shù)據(jù)和驅(qū)動電機數(shù)據(jù)分別通過一記錄頭驅(qū)動器307和一電機驅(qū)動器305而傳遞至一記錄頭200和一驅(qū)動電機306，它們被以適當(dāng)?shù)亩〞r控制以形成一圖像。
至于其上可粘上例如油墨等液體并可用于例如上述這樣一種記錄設(shè)備的記錄媒介包括各種紙張；OHP紙；用于形成小型光盤的塑料，裝飾板等；織物；例如鋁，銅等的金屬；例如牛皮，豬皮，人造皮革等的皮革材料；例如實心木頭，膠合板等的木材；竹材；例如瓷磚的陶瓷材料；以及例如海錦具有三維結(jié)構(gòu)的材料。
上述記錄設(shè)備包括用于各種紙張或OHP的打印設(shè)備，用于例如用于形成小型光盤等的塑料的記錄設(shè)備，用于金屬板等的記錄設(shè)備，用于皮革材料的記錄設(shè)備，用于木材的記錄設(shè)備，用于陶瓷材料的記錄設(shè)備，用于例如海錦等的三維記錄媒介的記錄設(shè)備，用于在織物上記錄圖像的紡織物打印設(shè)備，以及其它類似設(shè)備。
至于用于這些液體噴射設(shè)備中的液體，任何液體都可以，只要能與所使用的記錄媒介和記錄條件相配合。(記錄系統(tǒng))
下面描述一種噴墨記錄設(shè)備的例子，它使用根據(jù)本發(fā)明的液體噴射頭作為記錄頭而將圖像記錄在記錄媒介上。
圖23為采用根據(jù)本發(fā)明的上述液體噴射頭201的噴墨記錄系統(tǒng)的示意透視圖，示出其基本結(jié)構(gòu)。在該實施例中的液體噴射頭為全線型噴射頭，它包括以360dpi的密度排成一排的許多噴射孔，從而覆蓋記錄媒介150的整個記錄范圍。它包括相應(yīng)于四種顏色，黃，深紅，深蘭和黑的四個記錄頭。該四個記錄頭相互平行并一預(yù)定間距而由一支架1202固定支承。
這些記錄頭響應(yīng)來自記錄頭驅(qū)動器307的信號而被驅(qū)動，該記錄頭驅(qū)動器構(gòu)成用于向個記錄頭輸送驅(qū)動信號的裝置。
四種顏色的油墨(黃，深紅，深蘭和黑)中的各種從油墨容器204a，204b，204c或204d而輸送到相應(yīng)的記錄頭。標(biāo)號204e為氣泡發(fā)生液體容器，氣泡發(fā)生液體從該容器輸送到個記錄頭。
在各記錄頭下設(shè)置一記錄頭蓋203a，203b，203c或203d，它包含一由海錦等構(gòu)成的油墨吸收件。它們覆蓋相應(yīng)的記錄頭的噴射孔，保護(hù)記錄頭，并且也用于在非記錄階段保持記錄頭的性能。
標(biāo)號206表示一輸送帶，它構(gòu)成輸送例如前述實施例中所述的各種記錄媒介的裝置。輸送帶206通過各種輥而按預(yù)定的路徑傳送，并由與電機驅(qū)動器305相連的驅(qū)動輥而驅(qū)動。
該實施例中的噴墨記錄系統(tǒng)包括沿記錄媒介輸送路徑分別設(shè)置于噴墨記錄設(shè)備的上游和下游的一打印前處理設(shè)備251和打印后處理設(shè)備252。這些處理設(shè)備251和252分別以各種的方式在記錄之前或之后對記錄媒介進(jìn)行處理。
打印前處理和打印后處理根據(jù)記錄媒介或油墨的類型而改變。例如，當(dāng)記錄媒介由金屬材料，塑料，陶瓷材料等構(gòu)成時，則記錄媒介在打印前暴露于紫外線和臭氧而激活其表面。
在例如塑性樹脂材料之類的趨于獲取電荷的記錄材料中，由于靜電灰塵趨于沉積在表面上，而灰塵將妨礙所需的記錄。在這種情況下，使用電離器除去記錄材料表面的靜電荷，從而從記錄材料上除去灰塵。當(dāng)用一紡織物作為記錄材料時，從防止羽化和提高固定性的立足點出發(fā)，可進(jìn)行預(yù)處理，其中在織物上應(yīng)用堿性物質(zhì)，水溶性物質(zhì)，復(fù)合聚合物，水溶性金屬鹽，尿素，或硫脲。預(yù)處理并不限于這種，而可為使記錄材料具有適當(dāng)溫度的一種。
另一方面，后處理則是對已接受油墨的記錄材料進(jìn)行熱處理，紫外線輻射，以提高油墨的穩(wěn)固性，或進(jìn)行清潔以除去用于預(yù)處理并由于沒有反應(yīng)而殘留下的處理材料。
在該實施例中，記錄頭為全線型記錄頭，但本發(fā)明當(dāng)然可應(yīng)用于記錄頭可沿記錄材料的一定寬度運動的各種類型的記錄頭。(記錄頭套件)下面描述一種包括根據(jù)本發(fā)明的液體噴射頭的記錄頭套件。圖32為這種記錄頭套件的示意圖。該記錄頭套件為記錄頭套件包501的形式，并包括一根據(jù)本發(fā)明的記錄頭510，它包括一用于噴射油墨的油墨噴射部分；一油墨容器520，即與記錄頭可分或不可分的液體容器；以及一油墨充填裝置530，其中裝盛著用于充入油墨容器520中的油墨。
在油墨容器520中的油墨完全用完之后，將油墨充填裝置的尖端530(具有皮下注射針等的形式)插入油墨容器的一氣孔521中，由于油墨容器和記錄頭或通過油墨容器壁鉆的孔之間的連接，油墨充填裝置中的油墨通過其尖端531而充入油墨容器中。
當(dāng)液體噴射頭，油墨容器，油墨充填裝置等以裝在套件包中的形式提供時，可如上所述容易地將油墨充入油墨用完了的油墨容器中，因而可很快地重新開始記錄。
在該實施例中，記錄頭套件包含油墨充填裝置。然而，記錄頭并非必須包含油墨充填裝置，記錄頭套件可包含可更換型的充滿油墨的油墨容器和記錄頭。
盡管圖24中示出只用油墨充填裝置來將打印油墨充入油墨容器，記錄頭套件除了打印油墨充填裝置外，也可包含用于將氣泡發(fā)生液體充入氣泡發(fā)生容器中的裝置。
本發(fā)明適用于例如如圖25和26所示的側(cè)面射手型(sideshooter type)，以及邊緣射手型(edge shooter type)噴射頭。圖25和26示出了一噴射頭，其中圖25示出的是沒產(chǎn)生氣泡時的情形，而圖26示出的是產(chǎn)生氣泡時的情形。
在圖25和26所示的側(cè)面射手型液體噴射頭中，每個噴射出口裝有一個帶有一發(fā)熱元件2的元件基底1，發(fā)熱元件2用于產(chǎn)生熱能，以便在液體中生成氣泡；在元件基底1上方形成一個第二液體流道16。在第二液體流道16的上方，形成有一個第一液體流道14，它直接與噴射出口18流體連通。第一液體流道14和第二液體流道16由一個如金屬這樣的彈性材料制成的分隔壁30分隔開，以使第一液體流道14中的液體與第二液體流道16中的液體分開，象邊緣射手型的上述液體噴射頭中的一樣。
側(cè)面射手型與邊緣射手型的不同之處在于噴射出口18形成在置于第一液體流道14上方并處于發(fā)熱元件2正上方一個位置上的孔板51中。在位于噴射出口18和發(fā)熱元件2之間的分隔壁30中，有一對可動件，象一個雙扇門，更具體地說，每個可動件31形為懸臂，兩可動件的自由端彼此相對且稍稍間隔開，以便當(dāng)液體未噴射時在噴射出口18的正下方位置形成一條縫35。在噴射時，兩可動件31在第一液體流道14的靠著氣泡生成區(qū)域中的生成氣泡的液體的氣泡生成的一側(cè)提供一個開口，如圖26所示。
該第一液體流道14與其它的第一液體流道一起，通過一個第一公共液體腔15，與一個容裝噴射液體的容器(未示出)流體連通；而該第二液體流道16與其它第二液體流道一起，通過一個第二公共液體腔17，與一個容裝生成氣泡的液體的容器(未示出)流體連通。
圖25和26中的可動件31的厚度從轉(zhuǎn)動中心部分(支點部分)33朝其自由端32逐漸減小。
由圖26可以理解，由發(fā)熱元件2加熱液體而生成的氣泡40被穩(wěn)定地集中引向噴射出口18。其原因是，可動件31的自由端32附近的厚度薄，因此它易于在低的壓力下朝噴射出口18運動。在氣泡40產(chǎn)生的壓力的壓力傳播方向及其鄰進(jìn)方向上，為使可動件31運動所需的能量較小。因此，氣泡在中央的生長能指向噴射出口18。至于在明顯不同于朝向噴射出口18方向的傳播方向上的壓力分量，它可由可動件31上的較厚部分更有效地引向噴射出口18。這樣，運動程度可以與氣泡40的壓力傳播方向相關(guān)地理想分布，因此，能量損失被減至最小，從而可以通過有效地利用整個氣泡來實現(xiàn)高噴射效率。
圖27示出了上述實施例的一個變型例，其中，除了第一變化部分100以外，還提供了一個第二變化部分1001。在此實施例中，與上述實施例類似，壓力傳播損失降低了，壓力被有效地引向噴射出口18，因此提高了噴射效率。特別是，第二變化部分1001并不位于發(fā)熱元件2的中央的正上方，它能無損失地有效地將氣泡膨脹分量引向噴射出口18，而且它與位于發(fā)熱元件2上方部分的外側(cè)的第一變化部分中100相配合，提高了運動效率，以將氣泡穩(wěn)定和集中地引向噴射出口18。這一點可從結(jié)合圖15所作的說明中理解到。
在圖25-27中，與其它實施例相似，噴射效率得以提高，并且通過疏散可動件31的變形而提高了其耐久性。
在圖28中，可動件的厚度是一致的，此圖示出了可動件的運動狀態(tài)和氣泡生長的控制狀態(tài)。通過比較圖28和26可以理解，圖26和27所示的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)高效噴射。
雖然已結(jié)合在此公開的結(jié)構(gòu)對本發(fā)明作了說明，但本發(fā)明并不局限于所述的細(xì)節(jié)，本申請將覆蓋所有落入本發(fā)明的目的和所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的修改或變型。
權(quán)利要求
1.一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射液體的液體噴射頭，包括一噴射出口，透過它噴射液體；一與噴射出口流體連通的液體流道；一用于在液體中產(chǎn)生氣泡的氣派發(fā)生區(qū)域；一與氣泡發(fā)生區(qū)域相對設(shè)置的可動件，具有一基部和一比基部靠近噴射出口的自由端；其中可動件由在氣泡發(fā)生區(qū)域中產(chǎn)生的壓力作用而運動，以通過噴射出口噴射液體；其中可動件在與氣泡發(fā)生區(qū)域相對的部分具有一彎折部分。
2.一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射液體的液體噴射頭，包括一噴射出口，透過它噴射液體；一與噴射出口流體連通的液體流道；一用于在液體中產(chǎn)生氣泡的氣派發(fā)生區(qū)域；一與氣泡發(fā)生區(qū)域相對設(shè)置的可動件，具有一基部和一比基部靠近噴射出口的自由端；其中可動件由在氣泡發(fā)生區(qū)域中產(chǎn)生的壓力作用而運動，以通過噴射出口噴射液體；其中可動件具有一厚度比基部小的部分。
3.一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射液體的液體噴射頭，包括一噴射出口；一與所述噴射出口流體連通的第一液體流道；一第二液體流道，具有一氣泡發(fā)生區(qū)域，用于通過在液體中加熱而在液體中產(chǎn)生氣泡；一設(shè)置在第一液體流道和氣泡發(fā)生區(qū)域之間的可動件，其自由端靠近所述噴射出口，其中自由端在氣泡發(fā)生區(qū)域中產(chǎn)生的壓力的作用下運動進(jìn)入第一液體流道，以將壓力導(dǎo)向第一液體流道的噴射出口；其中可動件具有一厚度比基部小的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體噴射頭，其特征在于，可動件具有一彎折部分，用于改變可動件在與所述氣泡發(fā)生區(qū)域相對位置的可變形性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4的液體噴射頭，其特征在于，所述彎折部分是通過局部減小所述可動件的厚度而形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體噴射頭，其特征在于，可動件的厚度從基部朝向自由端減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體噴射頭，其特征在于，可動件的厚度從基部朝向自由端階梯地減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體噴射頭，其特征在于，可動件在面向氣泡發(fā)生區(qū)域的位置的上游的位置的厚度局部較小。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體噴射頭，其特征在于，可動件的寬度小于基部處的寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的液體噴射頭，其特征在于，寬度在所述可動件的區(qū)域朝向自由端減小。
11.根據(jù)權(quán)利要求11的液體噴射頭，其特征在于，可動件的寬度局部較小。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的液體噴射頭，其特征在于，可動件的寬度在面向氣泡發(fā)生區(qū)域的位置的上游位置局部較小。
13.根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體噴射頭，其特征在于，氣泡更多地朝向所述噴射出口膨脹。
14.根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體噴射頭，其特征在于，所述熱量發(fā)生元件設(shè)置在面向可動件的位置，并且所述氣泡發(fā)生區(qū)域由所述可動件和所述熱量發(fā)生元件限定。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的液體噴射頭，其特征在于，液體流道具有用于將液體沿?zé)崃堪l(fā)生元件從所述熱量發(fā)生元件的上游側(cè)供應(yīng)到熱量發(fā)生元件上的供應(yīng)通道。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的液體噴射頭，其特征在于，供應(yīng)通道在所述熱量發(fā)生元件的上游位置包括一基本上平的或光滑表面內(nèi)壁，并沿內(nèi)壁將液體供應(yīng)到熱量發(fā)生元件上。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的液體噴射頭，其特征在于，還包括一用于沿可動件的靠近熱量發(fā)生元件的表面將液體從上游側(cè)供應(yīng)到熱量發(fā)生元件上的液體流道。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的液體噴射頭，其特征在于，還包括一用于沿可動件的靠近熱量發(fā)生元件的表面將液體從上游側(cè)供應(yīng)到熱量發(fā)生元件上的液體流道。
19.根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體噴射頭，其特征在于，可動件為板形。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的液體噴射頭，其特征在于，熱量發(fā)生元件的整個表面面向可動件。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的液體噴射頭，其特征在于，可動件的總面積大于熱量發(fā)生元件的總面積。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的液體噴射頭，其特征在于，可動件的基部設(shè)置在熱量發(fā)生元件正上方部分之外的位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的液體噴射頭，其特征在于，可動件的自由端具有這種結(jié)構(gòu)，即它基本上垂直于其中設(shè)置有熱量發(fā)生元件的液體流道而延伸。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的液體噴射頭，其特征在于，可動件的自由端設(shè)置在比熱量發(fā)生元件更靠近噴射出口的位置。
25.根據(jù)權(quán)利要求19的液體噴射頭，其特征在于，可動件構(gòu)成設(shè)置在第一流道和第二流道之間的所述隔壁的一部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的液體噴射頭，其特征在于，隔壁為金屬，樹脂材料或陶瓷制成。
27.根據(jù)權(quán)利要求3的液體噴射頭，其特征在于，還包括一用于將第一液體供應(yīng)到多個第一液體流道的第一公共液體腔，和一用于將第二液體供應(yīng)到多個第二液體流道的第二公共液體腔。
28.根據(jù)權(quán)利要求3的液體噴射頭，其特征在于，供應(yīng)到第一液體流道和第二液體流道的液體為相同的液體。
29.根據(jù)權(quán)利要求3的液體噴射頭，其特征在于，供應(yīng)到第一液體流道和第二液體流道的液體為不同的液體。
30.根據(jù)權(quán)利要求14的液體噴射頭，其特征在于，熱量發(fā)生元件為電熱變換器，具有一用于根據(jù)電信號產(chǎn)生熱量的發(fā)熱電阻。
31.根據(jù)權(quán)利要求3的液體噴射頭，其特征在于，第二液體流道在設(shè)置熱量發(fā)生元件的部分具有腔形結(jié)構(gòu)。
32.根據(jù)權(quán)利要求3的液體噴射頭，其特征在于，第二液體流道具有這樣的結(jié)構(gòu)，即其在所述熱量發(fā)生元件的上游具有喉部。
33.根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體噴射頭，其特征在于，從熱量發(fā)生元件的表面到可動件的距離不大于30μm。
34.根據(jù)權(quán)利要求2或3的液體噴射頭，其特征在于，從噴射出口噴出的液體為油墨。
35.一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射液體的液體噴射方法，使用一液體噴射頭，該液體噴射頭包括一用于噴射液體的噴射出口，一用于在液體中產(chǎn)生氣泡的氣派發(fā)生區(qū)域，一可動件，具有一基部和一位于比基部更靠近噴射出口的位置的自由端；其中可動件由在氣泡發(fā)生區(qū)域中產(chǎn)生的壓力作用而運動，以通過噴射出口噴射液體，其中可動件具有一彎折部分，用于改變可動件在與所述氣泡發(fā)生區(qū)域相對位置的可變形性。
36.一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射液體的液體噴射方法，使用一液體噴射頭，該液體噴射頭包括一用于噴射液體的噴射出口，一用于在液體中產(chǎn)生氣泡的氣派發(fā)生區(qū)域，一可動件，具有一基部和一位于比基部更靠近噴射出口的位置的自由端；其中可動件由在氣泡發(fā)生區(qū)域中產(chǎn)生的壓力作用而運動，以通過噴射出口噴射液體，其中所述可動件具有一厚度比基部小的部分。
37.根據(jù)權(quán)利要求35或36的液體噴射方法，其特征在于，氣泡更多地朝向所述噴射出口膨脹。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的液體噴射方法，其特征在于，氣泡膨脹超過第一位置。
39.根據(jù)權(quán)利要求36的液體噴射方法，其特征在于，氣泡更多地朝向所述噴射出口膨脹。
40.根據(jù)權(quán)利要求36的液體噴射方法，其特征在于，所述熱量發(fā)生元件設(shè)置在面向可動件的位置，并且所述氣泡發(fā)生區(qū)域由所述可動件和所述熱量發(fā)生元件限定。
41.根據(jù)權(quán)利要求37的液體噴射方法，其特征在于，一部分氣泡隨著可動件的運動膨脹進(jìn)入第一液體流道。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的液體噴射方法，其特征在于，氣泡通過由熱量發(fā)生元件產(chǎn)生的熱量的薄膜沸騰現(xiàn)象而產(chǎn)生。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的液體噴射方法，其特征在于，液體沿一上游基本上平的或光滑表面內(nèi)壁供應(yīng)到熱量發(fā)生元件上。
44.根據(jù)權(quán)利要求36的液體噴射方法，其特征在于，通過噴射出口噴射的液體為油墨。
45.一種噴射頭卡盒，包括一如權(quán)利要求1或2所限定的液體噴射頭；和一用于裝盛要供給所述液體噴射頭的液體的液體容器。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的噴射頭卡盒，其特征在于，液體噴射頭和液體容器相互可分開。
47.一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射記錄液體的液體噴射裝置，包括如權(quán)利要求1，2或3限定的液體噴射頭；驅(qū)動信號供給裝置，用于供給用于從液體噴射頭噴射液體的驅(qū)動信號。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，其特征在于，在記錄材料的可記錄區(qū)域的幾乎整個寬度上設(shè)置多個噴射出口。
49.根據(jù)權(quán)利要求1的液體噴射頭，其特征在于，還包括一熱量發(fā)生元件，至少其一部分面向所述可動件，其中所述熱量發(fā)生元件產(chǎn)生薄膜沸騰以產(chǎn)生氣泡，并且其中所述可動件設(shè)置在面向所述熱量發(fā)生元件并位于所述熱量發(fā)生元件的中心的上游區(qū)域。
50.根據(jù)權(quán)利要求1或49的液體噴射頭，其特征在于，所述可動件基本上從所述液體流道密封所述氣泡發(fā)生區(qū)域，并通過產(chǎn)生氣泡打開氣泡發(fā)生區(qū)域。
51.根據(jù)權(quán)利要求2的液體噴射頭，其特征在于，還包括一熱量發(fā)生元件，至少其一部分面向所述可動件，其中所述熱量發(fā)生元件產(chǎn)生薄膜沸騰以產(chǎn)生氣泡，并且其中所述可動件設(shè)置在面向所述熱量發(fā)生元件并位于基部和與所述熱量發(fā)生元件相對的部分之間的區(qū)域。
52.一種液體噴射頭，包括一基部，具有用于在液體中產(chǎn)生氣泡的用于產(chǎn)生熱量的熱量發(fā)生表面，其中所述基部面向一液體噴射出口；一可動件，具有一可在氣泡作用下運動的自由端，設(shè)置在熱量發(fā)生表面和噴射出口之間；一相對件，與可動件的在氣泡作用下自由端運動時面向熱量發(fā)生表面的一側(cè)相對，所述相對件在運動時與可動件配合以將氣泡導(dǎo)向噴射出口。
53.一種液體噴射方法，其中液體流道通過具有熱量發(fā)生表面的基部與噴射出口件相對設(shè)置而形成，熱量發(fā)生表面用于產(chǎn)生熱量以在液體中產(chǎn)生氣泡，而噴射出口件具有用于噴射液體的噴射出口，其間設(shè)置一具有自由端的可動件，其中基部的液體流道側(cè)表面和所述噴射出口件的液體流道側(cè)表面在所述液體流道中不交叉，并且其中液體通過氣泡的發(fā)生而通過噴射出口噴射；其中可動件的自由端在液體流道中相對于液體供應(yīng)到噴射出口的供應(yīng)方向設(shè)置在下游側(cè)；以及其中氣泡使自由端運動，并且隨著該運動，氣泡朝向噴射出口成長以噴射液體。
54.一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射液體的液體噴射頭，包括一噴射出口，透過它噴射液體；一與噴射出口流體連通的液體流道；一用于在液體中產(chǎn)生氣泡的氣派發(fā)生區(qū)域；一與氣泡發(fā)生區(qū)域相對設(shè)置的可動件，具有一基部和一比基部靠近噴射出口的自由端；其中可動件由在氣泡發(fā)生區(qū)域中產(chǎn)生的壓力作用而運動，以通過噴射出口噴射液體；其中可動件具有以運動促進(jìn)部分，設(shè)置在與所述氣泡發(fā)生區(qū)域相對的位置，用以使所述可動件運動，該運動大于沒有所述運動促進(jìn)部分時所述可動件的運動。
全文摘要
一種用于通過產(chǎn)生氣泡噴射液體的液體噴射頭，包括一噴射出口，透過它噴射液體；一與噴射出口流體連通的液體流道；一用于在液體中產(chǎn)生氣泡的氣派發(fā)生區(qū)域；一與氣泡發(fā)生區(qū)域相對設(shè)置的可動件，具有一基部和一比基部靠近噴射出口的自由端；其中可動件由在氣泡發(fā)生區(qū)域中產(chǎn)生的壓力作用而運動，以通過噴射出口噴射液體；其中可動件在與氣泡發(fā)生區(qū)域相對的部分具有一彎折部分。
文檔編號B41J2/14GK1141848SQ9610759
公開日1997年2月5日 申請日期1996年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月2日
發(fā)明者工藤清光, 木村牧子, 野俊雄, 岡崎猛史, 吉平文, 中田佳惠 申請人:佳能株式會社