專利名稱：液體噴射、供給方法,液體噴射頭,噴射頭架及噴謝設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)作用于液體的熱能產(chǎn)生氣泡而噴射指定液體的一種液體噴射方法、液體噴射頭(下文中簡(jiǎn)稱為噴液頭)、使用這種噴液頭的噴液頭架和液體噴射設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱為噴液設(shè)備)。
本發(fā)明尤其涉及一種通過(guò)產(chǎn)生氣泡而使活動(dòng)部件發(fā)生移動(dòng)的噴液頭、液體供給方法(以下簡(jiǎn)稱為供液方法)以及使用這種噴液頭的頭架和噴液設(shè)備。
本發(fā)明也適用于在載體上記錄的打印機(jī)，例如象紙、絲、纖維、布、皮革、金屬、塑料、玻璃、木材或陶瓷等這樣的記錄載體；也適用于復(fù)印機(jī)、帶有通訊系統(tǒng)的傳真機(jī)、帶有打印裝置的文字處理機(jī)，或其它設(shè)備。
所謂的發(fā)泡噴射記錄法，也就是噴墨記錄法，是通過(guò)作用力從噴口噴出油墨而在記錄載體上形成圖像的。此作用力是根據(jù)記錄信號(hào)使熱能或類似的能量作用于油墨而產(chǎn)生的體積突然變化(產(chǎn)生氣泡)所形成的油墨狀態(tài)上的變化而產(chǎn)生的。利用這種發(fā)泡噴射法的記錄設(shè)備已被廣泛地應(yīng)用，如美國(guó)專利4,723,129說(shuō)明書(shū)中所披露，噴出油墨的噴口，與噴口導(dǎo)通的油墨通道、在每條油墨通道上安裝電熱轉(zhuǎn)換器用于為噴出的油墨產(chǎn)生能量。于是，由于氣泡噴射記錄法是通過(guò)在液體中產(chǎn)生薄膜沸騰從而形成氣泡，因此，這種方法得到廣泛的應(yīng)用。
按照這種記錄方法，就可以低噪音高速度地記錄高質(zhì)量圖像。與此同時(shí)，實(shí)施這種記錄方法的噴液頭使高密度設(shè)置多個(gè)噴射油墨的噴口成為可能，由于具有這些優(yōu)點(diǎn)，因而可記錄下高分辨率的圖像，從而使用小型的設(shè)置也可很容易地得到彩色圖像。近年來(lái)，發(fā)泡噴射記錄法也因此被廣泛地應(yīng)用于多種辦公設(shè)備。例如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)，并可進(jìn)一步應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)，象紡織印花等。
近年來(lái)，發(fā)泡噴射技術(shù)與工藝在不同領(lǐng)域的許多產(chǎn)品中得到更廣泛的應(yīng)用，因而人們不斷地提出更高的技術(shù)要求。
例如，為提高能量利用效率、優(yōu)化發(fā)熱元件而進(jìn)行了調(diào)節(jié)保護(hù)膜厚度的研究。上述的研究已經(jīng)在提高傳送給油墨或其它液體的產(chǎn)熱效率上起到了作用。而且，為得到高質(zhì)量的圖像有人提出一個(gè)驅(qū)動(dòng)條件，在這種條件下，噴液方法等可以更高的油墨噴射速度、更穩(wěn)定地產(chǎn)生氣泡的條件下實(shí)現(xiàn)良好的油墨噴射。鑒于高速記錄的觀點(diǎn)，也有人建議改進(jìn)液流通道的結(jié)構(gòu)，得到一種能夠在噴墨后快速使液體流入液流通道的噴液頭。
這樣建議的液流通道的不同結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)

圖1A和圖1B，這是在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)為63-199972的說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的一種液流通道結(jié)構(gòu)。在此說(shuō)明書(shū)中披露的液流通道和用于制造噴頭的方法發(fā)明中考慮到了反向波動(dòng)(壓力方向與朝噴口方向相反，即在此方向上的壓力作用于液腔12)。這種反向波動(dòng)被稱為能量損失，因?yàn)樗皇浅瘒娚鋫鬟f的。
在圖1A和圖1B中所示的液流通道結(jié)構(gòu)，每個(gè)發(fā)熱元件2都設(shè)置在元件基座1上。同時(shí)，每一個(gè)閥90都設(shè)置在與形成每個(gè)發(fā)熱元件側(cè)相對(duì)的位置，這個(gè)位置遠(yuǎn)離由發(fā)熱元件2產(chǎn)生的氣泡區(qū)。閥90在其初始位置時(shí)好象粘貼在如圖1B所示的液流通道的頂壁上一樣，當(dāng)發(fā)泡時(shí)用板材或類似的東西制成的閥90就向下偏斜進(jìn)入液流通道。結(jié)合圖1A和圖1B，本發(fā)明中所描述的反向波動(dòng)可通過(guò)閥90得到部分控制，因此抑制了反向波動(dòng)的逆流，并減少了能量損失。從對(duì)發(fā)泡過(guò)程的清楚研究中我們知道，在液流通道內(nèi)設(shè)置的閥90部分地抑制了反向波動(dòng)，但就噴射而論，并不希望閥10對(duì)反向波動(dòng)產(chǎn)生抑制。也就是說(shuō)，在此系統(tǒng)中，反向波動(dòng)本身與噴射基本不直接相關(guān)。如圖1A中所示，在液流通道10內(nèi)產(chǎn)生反向波動(dòng)的瞬時(shí)，由與噴射直接有關(guān)的氣泡產(chǎn)生的壓力已經(jīng)作用于從液流通道10噴射出的液體。因而，即使反向波動(dòng)被完全抑制，很顯然這種抑制對(duì)噴射也并不產(chǎn)生多大影響，也就更不用提部分抑制的情況了。
另外，對(duì)于發(fā)泡記錄方法來(lái)說(shuō)，發(fā)熱元件是以發(fā)熱元件與油墨接觸而反復(fù)進(jìn)行加熱的。因此，由于油墨燒焦而使得有一種沉積物沉積于每個(gè)元件的表面。沉積物的量取決于油墨的種類。而且這種沉積物經(jīng)常使氣泡的產(chǎn)生不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致不能正常地噴墨。所以，需要提供良好的方法，即使這種液體很容易被熱能敗壞或者不易產(chǎn)生足夠的氣泡，也不會(huì)改變噴射液體的質(zhì)量。
鑒于這些觀點(diǎn)，日本專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)No.61-69467和No.55-81172與美國(guó)專利No.4,480,259中已經(jīng)披露了通過(guò)加熱而產(chǎn)生氣泡的液體(發(fā)泡液)和用于噴射的液體(噴射液)是兩種獨(dú)立的液體，而且噴射液的噴射是通過(guò)起泡使壓力傳送到噴射液來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在這些說(shuō)明書(shū)中指出作為噴射液的油墨和發(fā)泡液是用一種硅橡膠的柔性薄膜來(lái)隔離開(kāi)的，以防止噴射液與發(fā)熱元件直接接觸。同時(shí)，由發(fā)泡液發(fā)泡產(chǎn)生的壓力向噴射液的傳送是通過(guò)柔性膜的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的。防止沉積物附著在發(fā)熱元件表面和噴射液體選擇范圍的增大就是通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
但是，就其使噴射液與發(fā)泡液完全分開(kāi)的這種結(jié)構(gòu)的噴頭來(lái)看，由發(fā)泡產(chǎn)生的壓力通過(guò)柔性膜之?dāng)U張收縮的變形傳送到噴射液，因而有相當(dāng)大程度的壓力被該柔性膜吸收。此外，柔性膜的變形程度也不會(huì)很大，因而，柔性膜雖然在隔離噴射液和發(fā)泡液上起到了作用，但能量利用率及噴射力都降低了。
當(dāng)通過(guò)電熱轉(zhuǎn)換元件或類似物的加熱在液體中產(chǎn)生氣泡時(shí)，電熱轉(zhuǎn)換元件可能由于氣泡收縮變形時(shí)產(chǎn)生氣蝕而損壞。為減少這種現(xiàn)象的發(fā)生，一般在這種噴液頭的電熱轉(zhuǎn)換元件的表面形成一個(gè)鉭或類似材料的防氣蝕層，為進(jìn)一步提高其可靠性，考慮更有效的防止這種氣蝕產(chǎn)生的方法也是十分重要的。
如上所述，對(duì)于在每條液流通道內(nèi)形成氣泡(尤其是伴隨薄膜沸騰產(chǎn)生的氣泡)的噴液方法來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)一步提高其噴射性能。因此，在這種情況下，發(fā)明者又回過(guò)頭對(duì)氣泡的噴射原理進(jìn)行了研究，并且為提供一種新的氣泡噴射方法，噴射頭等作出了以下的技術(shù)分析。第一個(gè)技術(shù)分析是從每條液流通道中可動(dòng)件的運(yùn)作著手，例如對(duì)液流通道內(nèi)這種可動(dòng)件的機(jī)械原理的研究。第二個(gè)技術(shù)分析是從氣泡噴射原理著手的。從而，當(dāng)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)中沒(méi)有進(jìn)行考慮的方面進(jìn)行研究時(shí)，就可能改善在每一條液流通道內(nèi)產(chǎn)生氣泡的噴液方法基本噴射性能并達(dá)到根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)不可能預(yù)見(jiàn)到的高水平。
換言之，發(fā)明者們已經(jīng)建立了一套完全嶄新的技術(shù)，通過(guò)在可動(dòng)件的轉(zhuǎn)軸和自由端之間，以自由端位于噴口側(cè)的方式建立位置關(guān)系。即，將可動(dòng)件設(shè)置在下游側(cè)或正對(duì)每個(gè)發(fā)熱元件或發(fā)泡區(qū)，從而完全控制發(fā)泡。本發(fā)明基于這項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)明已經(jīng)申請(qǐng)了專利。尤其是，就通過(guò)氣泡本身賦予噴液量的能量而論，下游側(cè)正在膨脹的氣泡部分應(yīng)該作為噴射性能明顯提高的最重要因素給予考慮。換言之，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)為提高噴射效率和噴射速度，正在膨脹的下游氣泡分量應(yīng)該有效地轉(zhuǎn)化為沿噴射方向?；谶@種觀點(diǎn)，我們已經(jīng)設(shè)計(jì)將下游氣泡膨脹部分轉(zhuǎn)移到可動(dòng)部件的自由端，這樣，與傳統(tǒng)的噴液方法相比，本發(fā)明具有很高的技術(shù)水平。
根據(jù)本發(fā)明所披露的產(chǎn)生氣泡的發(fā)熱區(qū)，即中心線下游經(jīng)過(guò)液流方向上電熱轉(zhuǎn)換元件每個(gè)區(qū)的中心，例如結(jié)構(gòu)件，象可動(dòng)件和液流通路與在發(fā)泡區(qū)中心下游的氣泡膨脹有關(guān)。而且還披露了通過(guò)每個(gè)可動(dòng)件和每個(gè)供液通道的特別裝置，使補(bǔ)液速度顯著提高。
除上述技術(shù)外，發(fā)明者們已經(jīng)設(shè)計(jì)出液流通道的結(jié)構(gòu)和抑制反向波動(dòng)和沿與液體供給方向相反的氣泡膨脹分量的發(fā)熱件的結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)噴射力的進(jìn)一步提高，從而引入一個(gè)劃時(shí)代的技術(shù)使單向噴液成為可能。
本發(fā)明的目的是更有效地應(yīng)用上述的噴射原理而形成一種可在可動(dòng)件下面供液的結(jié)構(gòu)。于是，使這種結(jié)構(gòu)得以改進(jìn)，并提出一個(gè)劃時(shí)代的技術(shù)，通過(guò)一個(gè)極簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就可得到一個(gè)穩(wěn)定的噴射動(dòng)作。
本發(fā)明的目的明確陳述如下本發(fā)明的第一個(gè)目的是利用上述知識(shí)中得到的全新的噴液技術(shù)，提供一種噴頭結(jié)構(gòu)更緊湊的噴液頭和一種供液方法，還提供一種應(yīng)用這種噴液頭的噴液頭架和噴液設(shè)備。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種通過(guò)在與供液相反的方向上抑制氣泡膨脹和壓力波(反向波動(dòng))而使噴射流穩(wěn)定的噴液方法和噴液頭。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種噴液方法和一種能防止在加熱元件(電熱轉(zhuǎn)換元件或類似元件)上產(chǎn)生氣蝕的噴液頭。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的第一種噴液方法包括發(fā)熱件，用于噴液時(shí)產(chǎn)生氣泡；為發(fā)熱件設(shè)置的噴口；與噴口導(dǎo)通的第一液流通道；為發(fā)熱元件設(shè)置的第二液流通道；隔離第一、第二液流通道的隔板，在噴口側(cè)有一個(gè)自由端，借助由發(fā)熱件產(chǎn)生氣泡而施加的壓力將其自由端移動(dòng)到第一液流通道側(cè)，使液體從噴口噴出。利用這種方法可使液體分別供給第一液流通道和第二液流通道。
本發(fā)明的第二種噴液方法是使用帶有噴液用噴口之噴頭、發(fā)泡區(qū)和與每個(gè)發(fā)泡區(qū)相對(duì)的可動(dòng)件，可動(dòng)件可在第一位置與第二位置之間移動(dòng)，第二位置比第一位置離發(fā)泡區(qū)要遠(yuǎn)一些。供液可使可動(dòng)件在由發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生的每個(gè)氣泡施加的壓力作用下從第一位置移至第二位置，從而通過(guò)可動(dòng)件的位移使氣泡膨脹到噴口側(cè)，并從每個(gè)噴口噴射液體。在這種方法中，供給每個(gè)發(fā)泡區(qū)的液體都是從正對(duì)可動(dòng)件的側(cè)端完成的，尤其是應(yīng)該為發(fā)泡區(qū)設(shè)置一個(gè)供液的通孔。
本發(fā)明的第三種噴液方法是利用產(chǎn)生氣泡從噴口噴液。對(duì)于這種方法，所用的噴頭設(shè)有與噴口導(dǎo)通的液流通道，帶有發(fā)熱件的發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生氣泡。在噴口側(cè)有自由端的可動(dòng)件設(shè)置在每個(gè)液流通道和發(fā)泡區(qū)之間，從而把第一液體供給液流通道，而第二液體從正對(duì)可動(dòng)件的側(cè)端供給發(fā)泡區(qū)，從而使每個(gè)發(fā)熱件產(chǎn)生氣泡，由氣泡產(chǎn)生的壓力將可動(dòng)件的自由端移向液流通道，從而通過(guò)每個(gè)可動(dòng)件的位移將壓力導(dǎo)向噴口側(cè)。在這種情形下，每個(gè)發(fā)熱件可以設(shè)置在正對(duì)噴口的位置上從而使每個(gè)可動(dòng)件都駐留于發(fā)熱件與噴口之間，通過(guò)可動(dòng)件的位移把壓力導(dǎo)向正對(duì)發(fā)熱件的噴口側(cè)。第一液體與第二液體可以是相同或不同的液體。
按照本發(fā)明的噴液方法，在每個(gè)噴口附近的液體可有效地噴射，這是因?yàn)楫a(chǎn)生的氣泡和可動(dòng)件的位移有相互提高效力的作用，從而與傳統(tǒng)的噴液頭相比，其噴射效率得到提高。而且可通過(guò)從不同側(cè)分別向第一液流通道和第二液流通道供液，使設(shè)備的體積減小。此外，還可從正對(duì)可動(dòng)件的表面供液，即可在每個(gè)發(fā)熱件之下供液。這就使抑制每個(gè)氣泡的沿與供液方向相反方向的膨脹分量和抑制沿與供液方向相反方向傳遞的壓力波成為可能，而噴射力也得到提高。噴液流可設(shè)置為單向流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的液流和噴射。此外，通過(guò)在每個(gè)發(fā)熱件產(chǎn)生空泡的位置設(shè)置一個(gè)通孔結(jié)構(gòu)，以延長(zhǎng)發(fā)熱件的壽命。
本發(fā)明的供液方法包括用于產(chǎn)生氣泡并噴液的發(fā)熱件，與發(fā)熱件對(duì)應(yīng)的噴口，與噴口導(dǎo)通的第一液流通道，為發(fā)熱件設(shè)置的第二液流通道以及隔離第一和第二液流通道的隔板。隔板在噴口側(cè)有自由端。這種供液方法是這樣的由每個(gè)發(fā)熱件產(chǎn)生的氣泡施加的壓力將自由端移到第一液流通道側(cè)，從而將壓力導(dǎo)向噴口側(cè)。供給第一液流通道和第二液流通道的液體分別從不同側(cè)完成。
對(duì)于這種供液方法，在帶有發(fā)熱件的基座上設(shè)有通孔，并可從固定基座的支撐件的反面的通孔供液。另外，由于隔板的結(jié)構(gòu)近乎U形，所以隔板被固定并覆蓋帶有發(fā)熱件的基座，這就可通過(guò)一個(gè)狹縫給第二液流通道供液，此狹縫形成于基座的側(cè)端和固定在基座上的支撐件反面的隔板側(cè)壁之間。此外，帶有發(fā)熱件的若干個(gè)基座固定于支撐件上，從而使發(fā)熱件間的間隔相等，并可通過(guò)形成于基座側(cè)壁和支撐件之間的每個(gè)狹縫給第二液流通道供液。在這種情況下，隔板構(gòu)造成U形，固定并覆蓋在每個(gè)基座上，從而可通過(guò)形成于每個(gè)基座側(cè)端和接近支撐部件側(cè)的隔板側(cè)壁之間的狹縫給第二液流通道供液。
本發(fā)明的第一種噴液頭包括用于產(chǎn)生氣泡并噴液的發(fā)熱件；為發(fā)熱件設(shè)置的噴口；與每個(gè)噴口導(dǎo)通的第一液流通道；為每個(gè)發(fā)熱件設(shè)置的第二液流通道和一個(gè)用于隔離第一和第二液流通道的隔板。隔板在噴口側(cè)設(shè)有自由端。這種噴液頭利用每個(gè)發(fā)熱件產(chǎn)生的每個(gè)氣泡所施加的壓力將自由端移到第一液流通道，并將壓力導(dǎo)向噴口側(cè)，而與第一液流通道導(dǎo)通的第一供液通道和與第二液流通道導(dǎo)通的第二供液通道分別設(shè)置在不同側(cè)。
對(duì)于這種噴液頭，上面帶有發(fā)熱件的基座固定在支撐件上?；显O(shè)有通孔，這樣就可得到這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)第二液體供給通道由一個(gè)從支撐件側(cè)通過(guò)通孔與第二液流通道導(dǎo)通的通道形成。帶有發(fā)熱件的基座固定于支撐件上，而隔板構(gòu)造成幾乎為U形，并固定覆蓋在基座上，這樣就可得到一個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)第二液流通道由一個(gè)從支撐件側(cè)通過(guò)形成于基座側(cè)端和隔板側(cè)壁的狹縫與第二液流通道導(dǎo)通的通道形成。此外，每個(gè)帶有發(fā)熱件的若干個(gè)基座固定在一個(gè)支撐件上。從而使發(fā)熱件之間的間隔相等，并可得到這樣一種結(jié)構(gòu)第二液體供給通道由從支撐件側(cè)通過(guò)形成于基座側(cè)壁之間的每個(gè)狹縫與第二液流通道導(dǎo)通的通道形成。在這種情況下，隔板被構(gòu)造成U形，并固定覆蓋在每個(gè)基座上，這樣就可得到這樣一種結(jié)構(gòu)第二液流通道包括一個(gè)從支撐件側(cè)通過(guò)狹縫與第二液流通道導(dǎo)通的通道，而每個(gè)狹縫都形成于每個(gè)基座側(cè)端和隔板的側(cè)壁之間。
對(duì)于在噴口側(cè)設(shè)有自由端的噴液頭，它具有這樣的結(jié)構(gòu)通過(guò)發(fā)熱件產(chǎn)生氣泡而形成的壓力將自由端移到第一液流通道側(cè)，將壓力導(dǎo)向噴口側(cè)，第一和第二液流通道的供液分別由不同的通道完成。在這種情形下，如果第二液體供給系統(tǒng)設(shè)置在第一液體供給系統(tǒng)后，液體從上面流向這兩個(gè)系統(tǒng)，那么噴頭就不可避免地制造得更大，進(jìn)而就有必要在頂壁和隔板上設(shè)置通孔。因此使噴頭結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。依據(jù)本發(fā)明，對(duì)第一和第二液流通道供液的每條通道分別設(shè)置在不同側(cè)，那么就可能使設(shè)備變小。另外，對(duì)于從支撐件側(cè)向第二液流通道的供液結(jié)構(gòu)，沒(méi)有必要為給第二液流通道供液而在頂壁或隔板上設(shè)置通孔。這樣，就有可能使噴頭結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。尤其對(duì)于這種設(shè)置若干個(gè)基座并通過(guò)形成于基座之間的狹縫給每個(gè)第二液流通道供液的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有必要設(shè)置任何通孔，因此就可能進(jìn)一步簡(jiǎn)化噴頭的結(jié)構(gòu)。此外，對(duì)形成于每個(gè)基座之上的液流通道的供液由基座的兩側(cè)來(lái)完成。從而使供液高效而穩(wěn)定。
本發(fā)明的第二種噴液頭包括用于噴液的噴口；通過(guò)加熱液體而產(chǎn)生氣泡的發(fā)熱件；帶有轉(zhuǎn)軸(樞軸)和自由端的可動(dòng)件，可動(dòng)件在氣泡產(chǎn)生所形成的壓力作用下可以移動(dòng)。這種噴液頭通過(guò)可動(dòng)件的位移從噴口噴液，并在發(fā)熱件上設(shè)置一個(gè)通孔，使能夠通過(guò)通孔給每個(gè)發(fā)熱件供液。
本發(fā)明的第三種噴頭包括用于噴液的噴口；與噴口導(dǎo)通的液流通道；設(shè)有發(fā)熱件以產(chǎn)生氣泡的發(fā)泡區(qū)；在噴口側(cè)帶有自由端的可動(dòng)件設(shè)置在液流通道和通過(guò)產(chǎn)生氣泡的壓力將自由端移到液流通道的發(fā)泡區(qū)之間。這種噴液頭設(shè)置有給液流通道供液的第一供液通道和通過(guò)通孔給發(fā)泡區(qū)供液的第二供液通道。這種噴液頭在正對(duì)每個(gè)噴口的位置上設(shè)置發(fā)熱件；可動(dòng)件可駐留在噴口和發(fā)熱件之間，并通過(guò)每個(gè)氣泡使可動(dòng)件發(fā)生位移，從而將壓力導(dǎo)向正對(duì)發(fā)熱件的噴口側(cè)。由于液流通道和產(chǎn)生氣泡的這種結(jié)構(gòu)安排。使第一液體和第二液體可為相同或不同的液體。
最好是通過(guò)應(yīng)用上述每個(gè)噴液頭的發(fā)熱件的熱量在液體中產(chǎn)生薄膜沸騰來(lái)發(fā)泡。
本發(fā)明的噴液頭架設(shè)置有上述噴液頭中的一種和第一、第二液體容器，用于通過(guò)噴液頭的第一、第二液體供給通道來(lái)供給第一、第二液體。在這種情況下，可將噴液頭、第一和第二液體容器制造成分開(kāi)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的噴液設(shè)備是在能夠在記錄載體上記錄的輔助掃描方向上往復(fù)移動(dòng)的噴液頭架上設(shè)置上述噴液頭的一種。在此，用于描述本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)“上游”和“下游”與從供液源經(jīng)過(guò)每個(gè)發(fā)泡區(qū)(或每個(gè)可動(dòng)件)流向噴口的液流方向有關(guān)，或就這種結(jié)構(gòu)而言用于表示方向。
就氣泡本身來(lái)說(shuō)，“下游側(cè)”主要表示直接噴出小液滴的噴口側(cè)的氣泡部分，尤其是指上述流向和就氣泡中心而言上述結(jié)構(gòu)在方向上的下游側(cè)或指產(chǎn)生的氣泡位于發(fā)熱件區(qū)域中心的下游。
對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，“記錄”不僅指在記錄載體上對(duì)字符和圖形的圖像描繪，而且指對(duì)模型或類似物的圖像描繪。
圖1A和1B為說(shuō)明傳統(tǒng)噴液頭的液流通道的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2A、2B、2C和2D為依據(jù)本發(fā)明的噴液原理說(shuō)明噴液過(guò)程的剖視圖。
圖3為說(shuō)明適用于圖2A、2B、2C和2D中噴液原理之噴液頭的局部剖開(kāi)的透視圖。
圖4為說(shuō)明按照傳統(tǒng)的噴射頭氣泡壓力傳遞示意圖。
圖5為說(shuō)明應(yīng)用圖1A和1B所示的噴射原理的噴液頭之壓力傳遞示意圖。
圖6為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的噴液頭之液流的示意圖。
圖7為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的噴液頭(兩條液流通道)沿液流通道的橫剖視圖。
圖8為說(shuō)明圖7中所示的噴液頭的局部剖開(kāi)之透視圖。
圖9A和9B為說(shuō)明可動(dòng)件運(yùn)作的視圖。
圖10為說(shuō)明第一液流通道和可動(dòng)件的視圖。
圖11A、11B和11C為說(shuō)明液流通道和可動(dòng)的視圖。
圖12為說(shuō)明依據(jù)第一實(shí)施例之結(jié)構(gòu)示例1的噴液頭部件分解透視圖。
圖13為說(shuō)明圖12所示的噴液頭之第一和第二液體流動(dòng)的示意圖。
圖14為說(shuō)明依據(jù)結(jié)構(gòu)示例1設(shè)置若干個(gè)基座的噴液頭之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖15為說(shuō)明依據(jù)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示例2的噴液頭之部件分解透視圖。
圖16為說(shuō)明圖15中所示的噴液頭的第一和第二液體流動(dòng)的簡(jiǎn)圖。
圖17為說(shuō)明依據(jù)結(jié)構(gòu)示例2設(shè)置若干個(gè)基座的噴液頭之供液通道的簡(jiǎn)圖。
圖18為說(shuō)明依據(jù)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示例3的噴液頭的部件分解透視圖。
圖19為說(shuō)明圖18中所示的噴液頭的第一和第二液體流動(dòng)的簡(jiǎn)圖。
圖20為說(shuō)明依據(jù)第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示例4之噴液頭的部件分解透視圖。
圖21為說(shuō)明圖20中所示的噴液頭之第一和第二液體流動(dòng)的簡(jiǎn)圖。
圖22為說(shuō)明依據(jù)圖20中所示的噴液頭之變例的第一和第二液體流動(dòng)的簡(jiǎn)圖。
圖23A為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例之噴液頭的橫剖視圖；圖23B為說(shuō)明發(fā)熱件結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖23C為說(shuō)明可動(dòng)件結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖24A為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的噴液頭之橫剖視圖；圖24B為表明發(fā)熱件結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖25為表明依據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例之噴液頭的橫剖視圖。
圖26為表明依據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例之噴液頭的橫剖視圖。
圖27A、27B和27C為表明可動(dòng)件結(jié)構(gòu)的視圖。
圖28為表明噴液頭架的部件分解透視圖。
圖29為表明噴液設(shè)備結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖30為表明圖29所示的設(shè)備的回路結(jié)構(gòu)方框圖。
圖31為展示噴墨記錄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的視圖。
圖32為表明噴頭箱的示意圖。
現(xiàn)參照附圖，對(duì)依據(jù)本發(fā)明所做出的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。(本發(fā)明所依據(jù)的噴射原理已作過(guò)說(shuō)明)。
首先，在對(duì)本發(fā)明實(shí)施例說(shuō)明之前，對(duì)本發(fā)明所依據(jù)的噴射原理作出說(shuō)明。依據(jù)這個(gè)原理，在每個(gè)液流通道設(shè)置可動(dòng)件以控制噴液的氣泡膨脹方向和每個(gè)氣泡作用的壓力傳播方向。因此，可設(shè)法提高噴射力和噴射效率。
圖2A到2D是沿液流通道的方向展示噴液頭的橫剖視圖，說(shuō)明依據(jù)噴射原理順序噴射液滴的過(guò)程。圖3為展示噴液頭的局部剖開(kāi)之立體圖。
對(duì)于這種噴液頭，作為噴射能量發(fā)生元件的發(fā)熱件2(例如，其結(jié)構(gòu)為40μm×105μm)設(shè)置在元件基座1上，使熱能作用于液體并噴液。在元件基座1上有為發(fā)熱件2設(shè)置的液流通道10。每個(gè)液流通道10與每個(gè)噴口18導(dǎo)通，同時(shí)還與給多個(gè)液流通道10供液的公共液腔13導(dǎo)通。也可使每個(gè)液流通道容納來(lái)自公共液腔13的液體，其容量與從噴口噴射出的液體量相當(dāng)。
在元件基座1正對(duì)每個(gè)液流通道的位置上，以正對(duì)發(fā)熱件的懸臂方式設(shè)置一個(gè)由彈性金屬或類似物構(gòu)成的片狀可動(dòng)件31，可動(dòng)件31的一端固定于由模制(patterning)感光樹(shù)脂材料或適合于做液流通道10的通道壁和元件基座1的類似物構(gòu)成的支座34(一種支撐件)上。通過(guò)這種方式，使可動(dòng)件固定，并構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)軸(一個(gè)樞軸部分)33。
可動(dòng)件31有一個(gè)轉(zhuǎn)軸33(樞軸部分固定端)位于當(dāng)噴液時(shí)從公共液腔13通過(guò)可動(dòng)件31大流量流向噴口18的流體的上游側(cè)。例如，可動(dòng)件設(shè)置在距離發(fā)熱件2約15μm處，可動(dòng)件覆蓋在正對(duì)發(fā)熱件2的位置上，從而使可動(dòng)件的自由端32(自由端部分)位于相對(duì)于轉(zhuǎn)軸33的下游。介于發(fā)熱件2與可動(dòng)件31之間的區(qū)域?yàn)榘l(fā)泡區(qū)。發(fā)熱件2和可動(dòng)件31的這種結(jié)構(gòu)和配置關(guān)系并不必受上述的限制。如果發(fā)熱件與可動(dòng)件的結(jié)構(gòu)和配置能使氣泡的膨脹和壓力的傳遞得到如后面所述的控制，那么就足夠好了。這樣，液流通道10可被分成與噴口18直接導(dǎo)通的第一液流通道14和設(shè)置在發(fā)泡區(qū)11的第二液流通道16、液流通道12三部分來(lái)加以說(shuō)明，為說(shuō)明如下所述的液體的流向，以后面將要描述的可動(dòng)件31作為邊界。
發(fā)熱件2用于給位于可動(dòng)件31和發(fā)熱件2之間的發(fā)泡區(qū)內(nèi)的液體加熱，從而象美國(guó)專利說(shuō)明書(shū)No.4,723,129中所披露的那樣，通過(guò)薄膜沸騰使液體內(nèi)產(chǎn)生氣泡。由于氣泡的產(chǎn)生而作用的壓力和氣泡本身先作用在可動(dòng)件31上。可動(dòng)件31發(fā)生位移，并如圖2B和2C或圖3所示。在以轉(zhuǎn)軸33為中心，使噴口側(cè)開(kāi)口變大。通過(guò)可動(dòng)件31的位移或通過(guò)其狀態(tài)的變化，由氣泡產(chǎn)生的壓力和氣泡本身被導(dǎo)向噴口18側(cè)。
在此，將對(duì)其中一個(gè)應(yīng)用于本發(fā)明的基本噴射原理作出說(shuō)明，對(duì)于本發(fā)明最重要的原理之一就是設(shè)置在正對(duì)發(fā)泡區(qū)11的可動(dòng)件從其常駐的第一位置移動(dòng)到其發(fā)生位移后所停留的第二位置。而且通過(guò)可動(dòng)件31將氣泡產(chǎn)生和氣泡本身的壓力導(dǎo)向設(shè)有噴口18的下游側(cè)。
通過(guò)比較說(shuō)明無(wú)可動(dòng)件的液流通道之傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4與說(shuō)明使用上述可動(dòng)件的液流通道之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的圖5，來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明這個(gè)噴射原理。此處，向噴口的壓力傳遞方向用符號(hào)VA表示，向上游側(cè)的壓力傳遞方向用VB表示。
如圖4所示，傳統(tǒng)噴液頭沒(méi)有對(duì)氣泡40壓力傳遞方向加以限制的結(jié)構(gòu)。從而由氣泡40的壓力傳遞方向如符號(hào)V1至V8所指，分別垂直于氣泡40的表面，并指向不同的方向。在這些方向中，靠近噴口的半個(gè)泡的壓力傳遞方向V1至V4具有沿VA的壓力傳遞方向的分量，這個(gè)分量對(duì)噴液影響最大。這些分量是直接影響噴射效率、噴射力和噴射速度的重要部分。此外，因?yàn)閂1最接近噴射方向VA，因而V1最有效。反之，V4含的VA方向的分量相對(duì)較小。
與這種結(jié)構(gòu)相比，依據(jù)上述原理，如圖5中所示的可動(dòng)件的配置使如圖4所示的傳統(tǒng)情況下，指向不同方向V1-V4的氣泡的壓力傳遞方向被導(dǎo)向下游側(cè)(噴口側(cè))，并通過(guò)可動(dòng)件使這些方向變成VA所示的壓力傳遞方向，從而使由氣泡40的壓力能夠更有效、能直接地噴射。而氣泡本身的膨脹方向以與壓力傳遞方向V1-V4相同的方式被導(dǎo)向下游方向。從而使氣泡在下游側(cè)擴(kuò)大。按照這種方法，氣泡本身的膨脹方向由可動(dòng)件31來(lái)控制。氣泡壓力傳遞方向也同樣得到控制。因而，使噴射效率、噴射力、噴射速度等能得到根本的提高。
現(xiàn)在，回到圖2A到2D，詳細(xì)說(shuō)明噴液頭的噴射過(guò)程。
圖2A表明電能或其他能施加于發(fā)熱件2前的狀態(tài)。發(fā)熱件2處于一種發(fā)熱前的狀態(tài)。此處重要的是可動(dòng)件31的位置至少與氣泡40的下游部分面對(duì)，所說(shuō)下游是相對(duì)由發(fā)熱件2加熱而產(chǎn)生的氣泡40而言的。換言之，可動(dòng)件至少應(yīng)設(shè)置在液流通道結(jié)構(gòu)內(nèi)的發(fā)熱件之區(qū)域中心的下游位置上(即垂直于液流通道縱向直線的下游，也就是通過(guò)發(fā)熱件2之區(qū)域中心)。從而使氣泡40的下游側(cè)作用于可動(dòng)件。
圖2B表明電能或其它能量施加于發(fā)熱件2使之發(fā)熱的狀態(tài)，從而使發(fā)泡區(qū)11內(nèi)的液體被部分加熱。并隨薄膜沸騰而產(chǎn)生氣泡。此時(shí)，可動(dòng)件31在因氣泡40生成而產(chǎn)生的壓力作用下從第一位置移向第二位置，從而將壓力傳遞導(dǎo)向噴口。在此，重要的是正如上面所述，可動(dòng)件31的自由端32置于下游側(cè)(噴口側(cè))，而轉(zhuǎn)軸33則被置于上游側(cè)(公共液腔)的位置，從而至少使部分可動(dòng)件31位于正對(duì)發(fā)熱件2的下游部分，即氣泡40的下游部分。
圖2C表明氣泡40進(jìn)一步膨脹的狀態(tài)。在此，在由產(chǎn)生氣泡40所致壓力的作用下，可動(dòng)件31被進(jìn)一步移動(dòng)。氣泡40沿下游的增長(zhǎng)要大于沿上游方向的增長(zhǎng)，而且氣泡逐漸增大延伸到超出可動(dòng)件31的第一位置(虛線表示的位置)。按這種方式，隨著氣泡的膨脹，可動(dòng)件31逐步移動(dòng)。因此，使氣泡40的膨脹方向被導(dǎo)向氣泡40的壓力傳播方向和體積移動(dòng)容易進(jìn)行的方向。換言之，氣泡向自由端側(cè)的膨脹方向均勻指向噴口18。這可被認(rèn)為是有助于提高噴射效率的一個(gè)因素。可動(dòng)件31在朝噴口側(cè)方向的壓力波傳遞幾乎沒(méi)有障礙。壓力傳遞方向和氣泡的膨脹方向可對(duì)根據(jù)所傳遞的壓力大小而能被有效控制。
圖2D表明被噴出的小液滴飛行中的狀態(tài)。同時(shí)，由于在上述薄膜沸騰后泡內(nèi)壓力降低，泡40收縮，在這種狀態(tài)下，氣泡消失而且電能不再作用于發(fā)熱件2(至少不會(huì)供給大于保留氣泡所需的能量)，移到第二位置的可動(dòng)件31在氣泡收縮所產(chǎn)生的負(fù)壓和可動(dòng)件31本身之彈性所提供的恢復(fù)力的作用下回到如圖2A所示的初始位置(第一位置)。當(dāng)氣泡消失時(shí)，液體從上游側(cè)(圖4D所示的B側(cè))流出，即從由VD1和VD2所示之公共液腔側(cè)及從VC所示之噴口側(cè)回流，以補(bǔ)償在發(fā)泡區(qū)11中氣泡所減小的體積及被噴射出的液體的體積。
現(xiàn)在，對(duì)隨氣泡的產(chǎn)生，可動(dòng)件的運(yùn)作和液體之噴射過(guò)程已作出了說(shuō)明。在下文中，將對(duì)噴液頭的液體再補(bǔ)充作詳細(xì)說(shuō)明。
接著如圖2C所示的狀態(tài)，氣泡40進(jìn)入其最大體積之后就開(kāi)始進(jìn)入氣泡收縮過(guò)程。此時(shí)，用于補(bǔ)償由于收縮而減小的體積之液體從第一液流通道14的噴口18側(cè)及第二液流通道16的公共液腔13側(cè)流入發(fā)泡區(qū)。
在傳統(tǒng)的無(wú)可動(dòng)件31的液流通道結(jié)構(gòu)的情形下，從噴口側(cè)發(fā)泡位置流出的液量和從公共液腔流入的液量由離噴口比離發(fā)泡區(qū)近的這部分流動(dòng)阻力及靠近公共液腔的部分的流動(dòng)阻力所決定(即決定于流動(dòng)阻力和慣性)。因此，當(dāng)靠近噴口側(cè)的流動(dòng)阻力較小時(shí)，將有大量液體從噴口側(cè)流向發(fā)泡位置，導(dǎo)致彎液面收縮量增大。尤其是在為增加噴射效率而減小噴口附近的流動(dòng)阻力時(shí)，彎液面的收縮量增大。結(jié)果導(dǎo)致再補(bǔ)充時(shí)間變長(zhǎng)，妨礙了高速打印。
反之，對(duì)于利用上述噴射原理之噴液頭，設(shè)置了可動(dòng)件31。因此，在可動(dòng)件31隨氣泡收縮而回到其初始位置時(shí)，彎液面收縮就此停止。以所定義的第一位置作為邊界，氣泡體積W的上部體積為W1，發(fā)泡區(qū)側(cè)的體積為W2。在這之后，為保持W2的體積的液體供給由主要來(lái)自第二液流通道的液流VD2來(lái)完成。按這種方法，彎液面的收縮量相當(dāng)于傳統(tǒng)方向氣泡體積W的一半。從而使收縮量被抑制到W1的一半。這已經(jīng)小于傳統(tǒng)方法的彎液面收縮量。此外，供給體積W2的液體被迫主要沿發(fā)熱側(cè)的可動(dòng)件31的表面從第二液流通道16的上游側(cè)(VD2)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，可實(shí)現(xiàn)更快速的再補(bǔ)液。
這樣，當(dāng)利用傳統(tǒng)的噴液頭收縮時(shí)產(chǎn)生的壓力完成再補(bǔ)液時(shí)，彎液面的振動(dòng)變大。結(jié)果導(dǎo)致圖像質(zhì)量的降低。而如上所述的高速再補(bǔ)液可抑制彎液面的振動(dòng)并使振動(dòng)極小，因?yàn)橐毫髟趪娍趥?cè)第一液流通道14的區(qū)域內(nèi)和噴口側(cè)發(fā)泡區(qū)11內(nèi)被抑制。
這樣，通過(guò)采用本發(fā)明的噴射原理，就可能通過(guò)供液通道12之第二液流通道16使發(fā)泡區(qū)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制再補(bǔ)液，而且通過(guò)抑制彎液面的收縮和振動(dòng)可實(shí)現(xiàn)高速補(bǔ)液。因此，可實(shí)現(xiàn)噴射穩(wěn)定和高速反復(fù)噴射。此外，當(dāng)將其用于記錄時(shí)，就可提高圖像質(zhì)量并改善其高速記錄。
上述的噴射原理還具有下述的有用功效。換言之，它可抑制由氣泡產(chǎn)生而作用于上游側(cè)(反向波動(dòng))的壓力傳遞。按傳統(tǒng)方法在發(fā)熱件上產(chǎn)生的氣泡，作用在公共液腔側(cè)的大部分氣泡壓力變?yōu)橄蛏嫌蝹?cè)推動(dòng)回流液(反向波動(dòng))的力。這種反向波動(dòng)不僅使壓力作用于上游側(cè)，而且引起那里的液體數(shù)量的變化和伴隨這種液體數(shù)量的變化而產(chǎn)生慣性力。這樣就會(huì)導(dǎo)致液體充填進(jìn)入液流通道的不利情況。并對(duì)高速驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生阻礙。依據(jù)上述的噴液原理，這種對(duì)上游側(cè)的作用可首先通過(guò)可動(dòng)件得以抑制，并使再填充情況得到進(jìn)一步改善。
下面將對(duì)上述噴射原理的結(jié)構(gòu)和功能特性加以說(shuō)明。
第二液流通道16設(shè)置了一個(gè)具有內(nèi)壁(發(fā)熱件的表面不會(huì)明顯下降)的供液通道12。利用這種結(jié)構(gòu)。液體供給發(fā)泡區(qū)和發(fā)熱件2表面，如VD2所指示，是沿更靠近發(fā)泡區(qū)11位置的可動(dòng)件表面來(lái)完成。從而抑制了發(fā)熱件2表面的液體滯留，容易除去殘留在液體中的氣體，而且沒(méi)有消失的殘留氣泡也很容易消除。此外，還使得在該液體中的熱積累也不會(huì)太高。因此，就可能高速重復(fù)地更穩(wěn)定地產(chǎn)生氣泡。這樣，對(duì)具有內(nèi)壁基本為平的供液通道12已經(jīng)作出說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此。只要供液通道具有可與發(fā)熱件表面平滑導(dǎo)通的光滑內(nèi)壁，不會(huì)在發(fā)熱件上滯留液體和在供液時(shí)發(fā)生明顯的流動(dòng)紊亂，該供液通道就足夠好了。
而且，對(duì)發(fā)泡區(qū)供液可從VD1通過(guò)可動(dòng)件部分(狹縫35)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了更有效地將發(fā)泡時(shí)產(chǎn)生的壓力導(dǎo)向噴口，可采用覆蓋整個(gè)發(fā)泡區(qū)(覆蓋整個(gè)發(fā)熱件表面)的一個(gè)大的可動(dòng)件。如圖2A至2D所示。這樣，如果當(dāng)可動(dòng)件回到其第一位置時(shí)，介于發(fā)泡區(qū)11與靠近第一液流通道噴口區(qū)域之間的流動(dòng)阻力變大，那么從VD1到發(fā)泡區(qū)11的液流就會(huì)受阻。如上所述的噴頭結(jié)構(gòu)，為給發(fā)泡區(qū)供液而設(shè)置了液流VD1，從而使供液性能變得非常大，即使為改善噴射效率而使可動(dòng)件31完全覆蓋發(fā)泡區(qū)，也不會(huì)降低其供液性能。
至于可動(dòng)件31的自由端和轉(zhuǎn)軸33的位置可這樣安排如圖6所示，自由端處于轉(zhuǎn)軸的下游側(cè)位置上。由于設(shè)置了這樣的結(jié)構(gòu)，便可在如前述泡沫形成時(shí)，有效地完成將壓力傳遞方向和氣泡的膨脹方向?qū)驀娍趥?cè)的功能。此外，利用這種位置關(guān)系，不僅可在噴射功能上產(chǎn)生有益的功效，而且可減少供液時(shí)通過(guò)液流通道10的液流阻力，從而可進(jìn)行高速補(bǔ)液。當(dāng)如圖6所示的彎液面M由于噴射而往回運(yùn)動(dòng)，通過(guò)表面張力或沿發(fā)泡后供液補(bǔ)償，返回噴口18時(shí)，由于自由端和轉(zhuǎn)軸33的設(shè)置而使在液流通道10(包括第一液流通道14和第二液流通道16)沿彎液面M流動(dòng)的液流S1、S2和S3不受阻力。
作為對(duì)以上的補(bǔ)充，如圖2A至2D所示，可動(dòng)件31的自由端在發(fā)熱件2的上方延伸并正對(duì)區(qū)域中心3(穿過(guò)發(fā)熱件區(qū)域的中心(中心部分)垂直于液流通道縱向的直線)的下游側(cè)，將發(fā)熱件2分成上游側(cè)和下游側(cè)。這樣，可動(dòng)件31承受在發(fā)熱件之中心部分3的下游側(cè)產(chǎn)生的壓力或氣泡，這對(duì)噴液有很大的幫助，從而使壓力和氣泡被導(dǎo)向噴口側(cè)，這樣就提高了噴射效率和噴射力。
此外，氣泡的上游側(cè)也可被用于產(chǎn)生許多有益的作用。
利用上述結(jié)構(gòu)，可動(dòng)件31的自由端還可實(shí)施瞬時(shí)的機(jī)械移動(dòng)，這項(xiàng)功能有助于噴液。
考慮到上述的噴液原理，下面將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作出詳細(xì)的描述。首先，依據(jù)上述的噴液原理，已經(jīng)對(duì)用于進(jìn)一步提高再補(bǔ)充性能和噴射效率的方法與由發(fā)熱件上空穴產(chǎn)生的影響的裝置作出了評(píng)論。
對(duì)于圖2A至2D和圖3所示的噴液頭，液流通道在可動(dòng)件31附近至少被分成第一液流通道14和第二液流通道16，而可動(dòng)件置于二者之間。這樣，注意到反向波動(dòng)或膨脹到上游側(cè)的氣泡部分，由于如上所述的可動(dòng)件31的移動(dòng)使第一液流通道14僅產(chǎn)生很細(xì)微的反向波動(dòng)或僅有小部分氣泡膨脹到上游側(cè)。而對(duì)于第二液流通道16來(lái)說(shuō)，沒(méi)有完全抑制如圖2A至2D和圖8所示的參考標(biāo)記VB所指的反向波動(dòng)或氣泡部分的裝置。為抵消這種情況，與發(fā)泡區(qū)11導(dǎo)通的第二液流通道16在發(fā)泡區(qū)11的上游設(shè)置一個(gè)更窄的部分。這樣，就使反向波動(dòng)或向位于上游側(cè)的液腔部分傳遞的類似物變得困難。如果設(shè)置了這樣的更窄部分，那么在某種程度上再補(bǔ)液會(huì)受到阻礙。因此，為實(shí)現(xiàn)更有效的沒(méi)有障礙噴射而進(jìn)行液體再補(bǔ)充的進(jìn)一步改善是很重要的。
氣泡消失時(shí)避免將氣泡中心置于發(fā)熱件2上，對(duì)減少空穴對(duì)發(fā)熱件的影響十分有效。(第一實(shí)施例)現(xiàn)在，將對(duì)依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的噴液頭作出說(shuō)明。該噴液頭包括若干個(gè)依據(jù)上述的噴射原理構(gòu)造的液流通道，其結(jié)構(gòu)被進(jìn)一步分成兩部分，其一為發(fā)泡液(第一液體)，可通過(guò)加熱而產(chǎn)生泡沫，另一部分為噴射液(第二液體)，主要用于噴射，而第一液體和第二液體可以是同一種液體。圖7為表明依據(jù)第一實(shí)施例的噴液頭而沿其液流方向的剖視圖。圖8為說(shuō)明噴液頭的局部剖開(kāi)透視圖。
該噴液頭配置一個(gè)用于在元件基座上發(fā)泡的第二液流通道16，基座1是使設(shè)置的每個(gè)發(fā)熱件2給用于氣泡產(chǎn)生的液體供給熱能，并且用于噴液的第一液流通道也設(shè)置在其上，并與每個(gè)噴口18直接導(dǎo)通。第一液流通道14的上游側(cè)與給若干個(gè)第一液流通道14供給噴射液體的第一公共液腔15導(dǎo)通。第二液流通道16的上游側(cè)與給若干個(gè)第二液流通道16供發(fā)泡液體的第二公共液腔17導(dǎo)通。然而，如果發(fā)泡液與噴射液采用同一種液體，那么就可只提供一個(gè)公共液腔，但該公共液腔分擔(dān)著不同的用途。
在第一液流通道14和第二液流通道16之間設(shè)置一個(gè)由彈性金屬或類似物構(gòu)成的隔板30，以隔離第一液流通道和第二液流通道。這樣，只要環(huán)境允許最好不要將用于發(fā)泡和噴射的液體混合，第一液流通道14和第二液流通道16的分配應(yīng)由隔板的配置來(lái)分隔。位于發(fā)熱件表面方向上部的投影空間內(nèi)的隔板部分(下文中稱為噴射壓力發(fā)生區(qū)；相對(duì)于發(fā)泡區(qū)11由參考符號(hào)A和B表示的區(qū)域)，被設(shè)置為懸臂狀態(tài)的可動(dòng)件31，即通過(guò)在噴口側(cè)的狹縫35設(shè)置一個(gè)自由端，轉(zhuǎn)軸33位于公共液腔(15和17)側(cè)。可動(dòng)件31正對(duì)發(fā)泡區(qū)11(B)設(shè)置。因此，發(fā)泡液(圖7中箭頭所指方向)的發(fā)泡使可動(dòng)件向第一液流通道張開(kāi)。圖8中，隔板30通過(guò)構(gòu)成元件基座1的第二液流通道16的空間設(shè)置，元件基座1上帶的發(fā)熱電阻器作為發(fā)熱件2，接線電極5用于給發(fā)熱電阻器提供電信號(hào)。轉(zhuǎn)軸33、可動(dòng)件31的自由端32和每個(gè)發(fā)熱件2的位置關(guān)系設(shè)置成與早已給出的原理說(shuō)明中所涉及到的情況相同。在原理的描述中，供液通道口和發(fā)熱件2之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系也已談過(guò)。那些相同的描述也適用于液流通道16和用于這種噴液頭的每個(gè)發(fā)熱件2之間的位置結(jié)構(gòu)關(guān)系。
下面結(jié)合圖9A和9B，對(duì)噴液頭的運(yùn)行加以說(shuō)明。
當(dāng)起動(dòng)噴液頭時(shí)，作為用于驅(qū)動(dòng)的噴射液和發(fā)泡液都用同一種墨水，分別供給第一液流通道14和第二液流通道16。每個(gè)發(fā)熱件2產(chǎn)生的熱量作用于第二液流通道16的發(fā)泡區(qū)內(nèi)的發(fā)泡液，從而以與原理說(shuō)明中所涉及到的同樣的方式通過(guò)如美國(guó)專利說(shuō)明書(shū)No.4,723,129中所披露的薄騰沸騰在發(fā)泡液中產(chǎn)生氣泡40。
對(duì)于這種噴液頭，發(fā)泡壓力不能在三個(gè)方向上傳遞，而只能朝發(fā)泡區(qū)的上游側(cè)傳遞。因此，由氣泡產(chǎn)生而施加的壓力就集中向設(shè)置在噴射壓力發(fā)生區(qū)的可動(dòng)件6側(cè)傳遞，然后隨著氣泡的增大，可動(dòng)件6從圖9A中的狀態(tài)移動(dòng)到圖9B所示的液流通道側(cè)。通過(guò)可動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)，使第一液流通道14和第二液流通道16大大導(dǎo)通，從而使由于氣泡的產(chǎn)生而作用的壓力主要沿第一液流通道(箭頭A所指方向)傳遞。通過(guò)這種壓力傳遞和上述的可動(dòng)件的機(jī)械移動(dòng)，使液體從噴口噴出。
當(dāng)可動(dòng)件31隨氣泡收縮而回到圖9A所示的位置時(shí)，噴射液從第一液流通道14的上游側(cè)供給，其數(shù)量與被噴出的噴射液的數(shù)量相當(dāng)。這種噴射液的補(bǔ)給是在可動(dòng)件以與前述相同的方式關(guān)閉的方向上進(jìn)行的。因此，噴射液的再補(bǔ)充根本不受可動(dòng)件的干擾。
這種噴液頭之主要部分的作用和功能，例如，隨可動(dòng)件的移動(dòng)發(fā)泡壓力的傳遞、氣泡的膨大方向、反向波動(dòng)的防止，它們和結(jié)合噴射原理對(duì)噴射頭的描述相同。除此之外，由于采用雙液流通道結(jié)構(gòu)而具有的更多優(yōu)點(diǎn)如下所述。
換言之，依據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，噴射液和發(fā)泡液可以是分開(kāi)的液體，從而可通過(guò)發(fā)泡液發(fā)泡而產(chǎn)生的壓力來(lái)噴射噴射液。而高粘性液體，象聚乙二醇或類似物，由于通過(guò)傳統(tǒng)的加熱方法不能產(chǎn)生足夠的泡沫而表現(xiàn)出不足的噴射力，卻可通過(guò)這樣的方式能良好地進(jìn)行噴射把這種高粘性液體供給第一液流通道，而把能促進(jìn)發(fā)泡液發(fā)泡的液體或具有低沸點(diǎn)的液體(象乙醇和水之比為4∶6，接近1-2cp的混合物)供給第二液流通道。也可選擇受熱時(shí)在發(fā)熱件上不會(huì)產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象或產(chǎn)生其它沉積物的發(fā)泡液。于是，可使發(fā)泡穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)良好的噴射。另外，依據(jù)本實(shí)施例構(gòu)造的噴頭，也可證明在噴射原理的說(shuō)明中涉及到的功效。因此，這種高粘性的液體或其它液體可實(shí)現(xiàn)高噴射效率和高噴射力的噴射。而且，即使液體不具有抗熱性，也可同樣高噴射效率、高噴射力地噴射這種液體，只要把這種液體供給第一液流通道，而把遇熱時(shí)不產(chǎn)生性質(zhì)變化并表現(xiàn)出良好的起泡性的液體供給第二液流通道即可。
現(xiàn)就這種噴液頭的頂壁構(gòu)造作出說(shuō)明。圖10是噴液頭沿液流通道方向上的剖視圖。這里，設(shè)置一個(gè)上部帶有槽形部件50的隔板，從而構(gòu)成第一液流通道14。液流通道頂壁高度在可動(dòng)件31的自由端32附近要大一些，以使可動(dòng)件31的操作角度θ大一些。可動(dòng)件的操作范圍決定于所采用的液流通道的結(jié)構(gòu)、可動(dòng)件的耐用性、發(fā)泡壓力和其它應(yīng)考慮的因素，但是其向上運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)能達(dá)到的角度應(yīng)包括噴口18的軸向角度。
如圖10所示，如果可動(dòng)件31的自由端的移動(dòng)高度大于噴口18的直徑，則噴射力的傳遞還要更好。另外，如圖10所示，在可動(dòng)件31的轉(zhuǎn)軸位置上液流通道頂壁的高度小于在可動(dòng)件31自由端32的位置上液流通道頂壁的高度。從而在可動(dòng)件31移動(dòng)時(shí)更有效地防止壓力波向上游側(cè)逃逸。
現(xiàn)就第二液流通道16和可動(dòng)件31之間的位置關(guān)系加以說(shuō)明。圖11A至11C是用于說(shuō)明可動(dòng)件31和第二液流通道16之間位置關(guān)系的視圖。圖11A是展示隔板30和可動(dòng)件31附近情況的俯視圖；圖11B是展示移去隔板30后第二液流通道16的俯視圖；圖11C為表明可動(dòng)件31和第二液流通道16位置關(guān)系的部件疊加示意圖。這里所有的圖都說(shuō)明噴射口18設(shè)置在各部件下面之前側(cè)。
第二液流通道16在發(fā)熱件的上游側(cè)設(shè)置一個(gè)較窄部分19(該處的上游側(cè)是指從第二公共液腔通過(guò)發(fā)熱件位置、可動(dòng)件31和第一液流通道流向噴口18側(cè)的大量液體)，而且第二液流通道被構(gòu)造成象一個(gè)腔室(發(fā)泡腔)用于抑制發(fā)泡壓力從而使壓力不會(huì)沿第二液流通道16的上游側(cè)逸出。
如果為具有相同的發(fā)泡和噴液通道的傳統(tǒng)噴頭預(yù)先設(shè)置這樣一個(gè)較窄部分，使在每個(gè)液腔側(cè)的發(fā)熱件產(chǎn)生的壓力不向公共液腔側(cè)逃逸，那么就有必要在充分考慮液體的再補(bǔ)充的前提下設(shè)置該結(jié)構(gòu)，從而使部分區(qū)域?qū)τ谳^窄部分的液流通道來(lái)說(shuō)太小了。然而，對(duì)于這種噴液頭，第一液流通道14內(nèi)的大部分液體被用于噴射，而該設(shè)置可用于抑制設(shè)置在每個(gè)發(fā)熱件內(nèi)的第二液流通道內(nèi)發(fā)泡液的消耗。因此，如果可能的話，對(duì)第二液流通道16的發(fā)泡區(qū)之再補(bǔ)充量減少，從而使上述較窄部分的狹縫小到只有幾個(gè)微米到十幾個(gè)微米，以進(jìn)一步抑制在第二液流通道內(nèi)產(chǎn)生的發(fā)泡壓力向四周逃逸。該壓力波集中導(dǎo)向可動(dòng)件側(cè)。從而當(dāng)可利用的壓力與通過(guò)可動(dòng)件31的噴射力相等時(shí)，就能得到更高的噴射效率和噴射力。這樣，第二液流通道16的構(gòu)造就不必受上述所采用的結(jié)構(gòu)的限制，只要僅采用這種結(jié)構(gòu)以便發(fā)泡壓力有效地傳向可動(dòng)件31，那么就足夠好了。這里，如圖11C所示，可動(dòng)件31的側(cè)端部分覆蓋構(gòu)成第二液流通道16的隔板，該板是為防止可動(dòng)件31落入第二液流通道16，使噴射液和發(fā)泡液更可靠地隔離而設(shè)置的。為進(jìn)一步提高噴射力和噴射效率，從狹縫逸出的氣泡得以抑制。按照這種方式，通過(guò)利用發(fā)泡時(shí)產(chǎn)生的壓力，使上游側(cè)的再補(bǔ)充作用得到進(jìn)一步改善。
在圖9B和圖10中，第二液流通道16的發(fā)泡區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的氣泡隨著可動(dòng)件31移向第一液流通道14側(cè)而部分膨大進(jìn)入第一液流通道14側(cè)。通過(guò)設(shè)置第二液流通道的高度以允許氣泡以這種方式膨脹，與沒(méi)有膨脹的情形相比，噴射力得到提高。為實(shí)現(xiàn)氣泡的膨脹進(jìn)入第一液流通道14，最好是使第二液流通道16的高度低于氣泡的最大高度。該高度最好是從幾微米到30微米。這里，高度設(shè)置為15微米。
依據(jù)上述第一實(shí)施例構(gòu)造的噴液頭，給第一液流通道14和第二液流通道16供液(或給公共液腔15和17供液)分別通過(guò)不同的通道得以實(shí)現(xiàn)。這樣，第二液體供給系統(tǒng)就可能設(shè)在第一液體供給系統(tǒng)之后，同時(shí)，這樣設(shè)置的結(jié)構(gòu)使所供液體都來(lái)自上面的噴液頭。但是為實(shí)現(xiàn)噴液頭緊湊，最好將第二液體供給系統(tǒng)和第一液體供給系統(tǒng)設(shè)置在不同的方向。在下文中，將對(duì)具體的實(shí)施例加以說(shuō)明，這些實(shí)例，通過(guò)在不同方向設(shè)置第二液體供給系統(tǒng)和第一液體供給系統(tǒng)，使噴頭的結(jié)構(gòu)更緊湊。(結(jié)構(gòu)實(shí)例1)圖12為說(shuō)明依據(jù)第一實(shí)施例的噴液頭的結(jié)構(gòu)實(shí)例1的局部剖開(kāi)透視圖。
在圖12中，在設(shè)置發(fā)熱件2的基座1上設(shè)置一個(gè)通孔20，此通孔用于第二液體的供給。支撐件21用于粘結(jié)基座1?；?上的通孔通過(guò)砂磨或鉆石鉸刀在硅晶片狀態(tài)下用機(jī)械方法制成，或通過(guò)象各向異性浸蝕這樣的化學(xué)方法制成。這樣，每個(gè)通孔20，發(fā)熱件2和驅(qū)動(dòng)電路都由晶片制造出來(lái)，而通過(guò)除冰機(jī)的切割可得到每個(gè)單獨(dú)的基座。
于是，在粘結(jié)劑23涂在與通孔圓周外徑和由轉(zhuǎn)印法或絲網(wǎng)印刷法配置的基座相同的范圍內(nèi)后，基座1被定位，并被粘接到由沖壓鋁或其它金屬形成，或通過(guò)壓鑄形成的支撐件21上。這里所用的粘合劑23最好是一種能夠防止第二液體從介于基座1和支撐件21之間的狹縫泄漏的粘合劑。例如，可使用硅粘合劑，SE4400(由Toray公司制造)，硅密封膠YSE399(由東芝硅公司制造)或類似物。這里，印刷電路板28也粘接在支撐件21上以便基座1與主體電連接。如上所述，在基座1和印刷電路板28粘接到支撐件21上后，使用直徑為50微米的鋁線將這些部件粘接在一起。
在下文中，將對(duì)與基座上設(shè)置的每個(gè)發(fā)熱件相對(duì)應(yīng)的小孔124和與其(見(jiàn)圖7)導(dǎo)通的第一液流通道14的結(jié)構(gòu)；與每個(gè)第一液流通道14(見(jiàn)圖7)導(dǎo)通的公共液腔15；由塑料壓模制出的槽形頂板114，其上設(shè)有第一供液口，通過(guò)該供液口使第一液體供給液腔15；和隔板105作出說(shuō)明。
設(shè)有可動(dòng)件106的隔板105用鎳電鑄(electrocasting)而成。對(duì)于隔板105，在相鄰的可動(dòng)件之間正對(duì)基座1的一側(cè)預(yù)先電鑄一塊15微米高的板，從而在部件與基座粘接時(shí)，構(gòu)造出第二液流通道16，這樣，就可得到如圖4所示的結(jié)構(gòu)。
隔板105和槽形頂板114通過(guò)壓力裝配與預(yù)先在槽形頂板114上的三個(gè)擠壓成形的裝置固定在一起，為此隔板105上設(shè)置了三個(gè)定位孔。通過(guò)這三個(gè)擠壓成形的裝置和定位孔，為頂板114上的每個(gè)第一液流通道設(shè)置了隔板105的每個(gè)可動(dòng)件106。同時(shí)，阻止了隔板105由于搬動(dòng)或類似的動(dòng)作而脫離整個(gè)設(shè)備。
隨后，為粘結(jié)槽形頂板114和隔板105而準(zhǔn)備的部分與基座1被定位并被粘結(jié)。對(duì)于這種定位和粘結(jié)，有一種方法利用定位的ITV(工業(yè)電視)處理為槽形頂板114設(shè)置的小孔124的中心和為基座1設(shè)置的發(fā)熱件之中心的圖像。另一種方法是，通過(guò)在基座1上相鄰的發(fā)熱件間的表面上設(shè)置一個(gè)深為0.5-2微米的凹進(jìn)部分以使其構(gòu)造與在隔板105上形成第二液流通道16的液流通道壁相同，然后將上述粘結(jié)部件通過(guò)使用壓電元件或超聲波產(chǎn)生的精細(xì)的振動(dòng)，裝置在用于定位的基座1上，從而使隔板105的第二液流通道壁和基座上的凹進(jìn)部分互相連接。對(duì)于上述方法中的任何一種，在粘結(jié)的這些部件被定位后，壓力彈簧被壓緊以使它們?cè)谘b置上迅速結(jié)為一體，槽形頂板114和隔板105也如此。
此后，設(shè)置有供液通道以使第一液體供給槽形頂板114上的第一液體供給口25的第一液體給部件26和設(shè)置有供液通道以使第二液體供給支撐件21的第二液體供給口的第二液體供給部件27被固定。第一液體供給部件26的另一端和第二液體供給部件27分別與盛液體的部件(未給出)相連。
隨后，用象TSE 399(由東芝硅公司制造)這樣的硅密封膠23密封介于這些部件之間的縫隙和被粘結(jié)的鋁線的每個(gè)部分，以構(gòu)成噴液頭。
圖13為表明上述噴液頭的第一液流和第二液流的示意圖。如圖13所示，這種結(jié)構(gòu)實(shí)例的噴液頭允許第一液流從設(shè)置在槽形頂板144上的第一液體供給口25流入頂板內(nèi)的公共液腔15，然后供給每個(gè)第一液流通道14。另一方面，第二液體從設(shè)置在支撐件21上的第二液體供給口流入內(nèi)部，并在通過(guò)支撐件21和基座1后流向由隔板105設(shè)置的盡頭，而后。在為第二液體流動(dòng)設(shè)置的公共液腔17分流入每個(gè)第二液流通道。
如上所述，這種噴液頭被構(gòu)造成能使第二液體從下面通過(guò)支撐件21供給。從而，不必設(shè)置將第二液體供給系統(tǒng)放置在第一液體供給系統(tǒng)之后這樣的結(jié)構(gòu)。因此，可使噴頭小巧簡(jiǎn)單。
上述的供液系統(tǒng)也可用于其上設(shè)置若干個(gè)裝有發(fā)熱件的基座1的噴液頭結(jié)構(gòu)。圖14是說(shuō)明設(shè)置若干個(gè)基座1的用于噴液頭之供液通道的視圖。如圖14所示的噴液頭，若干個(gè)裝有發(fā)熱件2的基座被固定在支撐件21上，其兩則用密封膠23密封。每個(gè)基座1都設(shè)有通孔20，而在支撐件21上與那些通孔20對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)有通孔22。隔板105粘接到每個(gè)基座1上，以形成第二液流通道16。對(duì)于槽形頂板144’，為第一液流通道14導(dǎo)通設(shè)置了第一液體供給口25’。
對(duì)于這種噴液頭，液體供給第二液流通道16是從每個(gè)基座1的反面分別通過(guò)為每個(gè)基座1設(shè)置的通孔20來(lái)實(shí)現(xiàn)的。液體供給第一液流通道14是通過(guò)為槽形頂板114而設(shè)的第一液體供給口25’來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于具有這種結(jié)構(gòu)，使噴液頭既比較小巧又比較簡(jiǎn)單。(結(jié)構(gòu)實(shí)例2)對(duì)于上述結(jié)構(gòu)實(shí)例1的噴液頭，為元件基座1設(shè)置的通孔20相對(duì)較大。同時(shí)，供給若干個(gè)第二供液通道的液體通過(guò)該通孔20。由于具有這種結(jié)構(gòu)，就會(huì)產(chǎn)生對(duì)某些遠(yuǎn)離通孔20的第二液流通道供液不暢的情況。
因此，如圖15所示，結(jié)構(gòu)實(shí)例2的噴液頭在靠近每個(gè)第二液流通道的每個(gè)發(fā)熱件附近的位置上都設(shè)有每個(gè)通孔20。依據(jù)這種結(jié)構(gòu)實(shí)例，支撐件21側(cè)面上的每個(gè)通孔22和基座1上的每個(gè)通孔20不必互相對(duì)應(yīng)設(shè)置。由于每個(gè)通孔20a都很精細(xì)，所以最好是在支撐件21上的基座1表面與每個(gè)通孔20a對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)槽20b，以使從通孔22所供之液體通過(guò)槽20b分配給每個(gè)通孔20a?；?上的通孔以如下方式形成槽20b在仍然以硅片形式下的基座1上被掏槽，而且這些孔通過(guò)砂磨或鉆石鉸刀被機(jī)械加工成槽，或通過(guò)各向異性浸蝕的化學(xué)方法形成。這樣，通孔20a、槽20b、發(fā)熱件2和起動(dòng)電路可在晶片加工階段被制造出來(lái)。然后，這樣制造出來(lái)的晶片由除冰機(jī)切斷。從而得到單個(gè)的基座。除為基座1而設(shè)置通孔20a和槽20b外，結(jié)構(gòu)實(shí)例2的噴液頭與上述結(jié)構(gòu)實(shí)例1的噴液頭相同。
圖16為說(shuō)明結(jié)構(gòu)實(shí)例2的噴液頭之第一液流和第二液體流動(dòng)的示意圖。第一液體流動(dòng)與結(jié)構(gòu)實(shí)例1的相同。而第二液流通過(guò)槽20b分配給每個(gè)通孔20a。并供給每個(gè)第二液流通道16。
與第一結(jié)構(gòu)實(shí)例相同，可采用上述的供液系統(tǒng)，為噴液頭設(shè)置若干個(gè)設(shè)有發(fā)熱件2的元件基座1。圖17為表明具有若干個(gè)基座1的噴液頭結(jié)構(gòu)之供液通道的示意圖。(結(jié)構(gòu)實(shí)例3)圖18為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)實(shí)例3之噴液頭的部件分解透視圖。
隔板105’通過(guò)在基座1上折疊擠壓部分90°(折疊部分為105a’)形成，并形成于可動(dòng)件106和第二液流通道16由與上述結(jié)構(gòu)實(shí)例1應(yīng)用的相同方法制成之后。這樣制成的隔板105’以與結(jié)構(gòu)實(shí)例1相同的方式與槽形頂板114粘接，然后裝在基座1和印刷電路板28上，如結(jié)構(gòu)實(shí)例1印刷電路板通過(guò)使用粘接劑23與支撐件131粘接并連通。隔板105’的折疊部分105a’的前端通過(guò)壓力裝配裝入孔130中，該孔130是預(yù)先通過(guò)壓力或類似物為支撐元件設(shè)置的。于是，液流通道就由介于為支撐件131設(shè)置的孔之內(nèi)壁和隔板105’之間的間隙形成。以供給第二液體。第一液體供給部件26和第二液體供給部件27分別被固定于支撐件131上。然后，這些部件被密封膠29密封以防止液體從每個(gè)部件的周邊泄漏。對(duì)于第二液體供給件27，孔130’對(duì)應(yīng)于為支撐件131而設(shè)置的孔130形成。通過(guò)這些孔130’，使液體從外側(cè)供給。
圖19是表明用于上述噴液頭的第一液體(噴射液)和第二液體(發(fā)泡液)的示意圖。如圖19所示，第一液流從為槽形頂板設(shè)置的第一液體供給口25流向該噴液頭頂板的公共液腔13。另一方面，第二液體通過(guò)由形成于支撐件131上的孔130的內(nèi)壁和隔板105’之間的通道流入其內(nèi)部，并在通過(guò)支撐件131和基座1之后；流入由隔板形成的盡頭。接著，在為第二液體而設(shè)置的公共液腔分流進(jìn)入每個(gè)第二液流通道。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)實(shí)例，第二液體的供給由基座1的兩個(gè)側(cè)端來(lái)完成，但也不必受這種設(shè)置的限制，也可從一個(gè)側(cè)端實(shí)現(xiàn)供液的相同功效。
在考慮機(jī)加工的精度和每個(gè)組件的裝配精度后，介于基座1端側(cè)和隔板105的折疊部分105a’之間的間隙就可確定了。而介于基座表面與隔板之間的間隙的下限約為10微米。其上限沒(méi)有特別的限制。這可由考慮機(jī)加工和裝配精度、密封膠的粘合程度及所用噴頭的尺寸大小來(lái)確定。(結(jié)構(gòu)實(shí)例4)圖20為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例之結(jié)構(gòu)實(shí)例4的噴液頭部件分解透視圖。
該噴液頭設(shè)置若干個(gè)基座140，其上設(shè)有若干個(gè)加熱件142?；?40在支撐件143上沿直線設(shè)置。作出這種設(shè)置是為了利用形成于每個(gè)基座140側(cè)壁之間的間隙為第二液體供液。
對(duì)于支撐件143，作出凹槽144以供給第二液體，另外，為供液凹槽設(shè)置的孔145用于供給第二液體。支撐件143固定于第二液體供給部件149。其上與第二液體供給孔145對(duì)應(yīng)地形成孔149a。那樣，第二液體通過(guò)這個(gè)給介于基座140之間的每個(gè)縫隙供液的部件供給第二液體供給孔145。這樣，印刷電路板146粘接在支撐件143上以使每個(gè)基座140與主體電連接。
隔板41正對(duì)每個(gè)基座140上的發(fā)熱件142。它還設(shè)置了可動(dòng)件141a，每個(gè)可動(dòng)件在噴口側(cè)都有自由端，還設(shè)有若干個(gè)構(gòu)成第二液流通道16的多個(gè)凹槽。隔板141粘接在基座140上以形成第二液流通道16。
對(duì)于槽形頂板147，設(shè)置了小孔147a以構(gòu)成與每個(gè)基座140上的每個(gè)發(fā)熱件142對(duì)應(yīng)的噴口。由于與小孔147a導(dǎo)通的第二液流通道14的形成，槽便設(shè)置在內(nèi)壁。另外，為給第一液流通道14供液而設(shè)置了第一液體供給元件148。
在下文中，將對(duì)制造這種噴液頭的方法加以詳細(xì)說(shuō)明。
對(duì)于每個(gè)基座140，有128個(gè)發(fā)熱件(電熱轉(zhuǎn)換器)設(shè)置在360dpi(間距70.5微米)。具有若干個(gè)這樣的基座140的支撐件143由壓鑄鋁制成。在每個(gè)基座的裝置表面上，當(dāng)基座和用于第二液體流動(dòng)的凹槽定位后。粘結(jié)劑固結(jié)形成了一個(gè)可實(shí)現(xiàn)吸入和固定的通孔。
當(dāng)在上述的支撐件143上定位后，基座140被吸住并固定，并為了粘結(jié)從基座的后端(在該說(shuō)明中所涉及到的噴口，即設(shè)置電熱轉(zhuǎn)換元件的相反側(cè))滴入粘合劑。該粘合劑可以是用于結(jié)構(gòu)實(shí)例1的粘合劑。將相鄰的基座定位以使相鄰的電熱轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在70.5微米的間距內(nèi)即360dpi。在該結(jié)合處，每個(gè)介于基座間的間隙確定為約10微米，以使基座本身相互間不發(fā)生接觸。
這樣，由于上述的說(shuō)明在圖20中基座的數(shù)目為三個(gè)，但對(duì)于一個(gè)實(shí)際的噴液頭，在寬度為4英寸(約101.6mm)的支撐件上設(shè)置11個(gè)基座；寬度為8英寸(約203.2mm)時(shí)設(shè)置22個(gè)基座；寬度為12英寸(約304.8mm)時(shí)設(shè)置33個(gè)基座。
基座140裝配粘結(jié)后，為應(yīng)用來(lái)自打印設(shè)備的電信號(hào)，在這些基座上粘接一個(gè)印刷電路板。該印刷電路板與每個(gè)基座用鋁線連接。這樣，粘結(jié)就完成了。然后，槽形頂板147和隔板141以與結(jié)構(gòu)實(shí)例1相同的方式制造并粘結(jié)起來(lái)。
從而，頂板147和隔板141的集合體與這樣設(shè)置的基座被定位。之后，當(dāng)處于臨時(shí)安裝狀態(tài)時(shí)，為完成裝配而立即裝置了壓力彈簧，然后，在第一液體供給部件148和第二液體供給部件149被組裝完畢后，用硅密封膠29(例如TSE399(由東芝硅公司生產(chǎn)))將介于每個(gè)組件間的間隙密封。這樣就完成了噴液頭的制造。
圖21為說(shuō)明當(dāng)?shù)谝缓偷诙后w供給上述的噴液頭時(shí)的流動(dòng)示意圖。如圖21所示，第二液體從支撐件的背面供給結(jié)構(gòu)實(shí)例4的噴液頭，并在位于基座140之下的支撐件131的第二液體供給槽144內(nèi)流動(dòng)。然后，通過(guò)介于基座140間的間隙供給公共液腔17和每個(gè)第二液流通道16。
如上所述構(gòu)造的噴液頭，不一定僅使用一個(gè)元件基座，這樣會(huì)降低產(chǎn)品的產(chǎn)量?？呻S所需要的較少數(shù)目的噴射能量發(fā)生元件，使用表現(xiàn)出高產(chǎn)量的基座，使其可能提高整體噴頭的產(chǎn)出量，從而降低了制造成本。即使有多個(gè)元件基座被使用，槽形部件也可對(duì)這些基座分流。從而，不象每個(gè)元件基座都有一個(gè)頂板的噴液頭結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可沿特定的方向設(shè)置液流通道和噴口。這樣就提供了一個(gè)能低成本得到良好圖象的拉長(zhǎng)的噴頭。
對(duì)于結(jié)構(gòu)實(shí)例4的這種噴頭，可應(yīng)用圖18所示的隔板105來(lái)進(jìn)一步穩(wěn)定第二液體供給。圖22是說(shuō)明應(yīng)用隔板105’的噴液頭結(jié)構(gòu)之供液通道的示意圖。依據(jù)圖22所示的結(jié)構(gòu)，第二液體從支撐件143的背面通過(guò)第二液體供給孔145供給第二液體供給槽144，接著通過(guò)形成于隔板105’的側(cè)壁部分和基座的側(cè)端之間的間隙和介于每個(gè)基座140之間的間隙分別供給第二液流通道。液體從兩側(cè)供給第二液流通道，接著供給每個(gè)基座140，從而使供液更穩(wěn)定。
現(xiàn)在，已對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例作出了說(shuō)明。由于具有這種結(jié)構(gòu)，可使噴射液(第一液體)和發(fā)泡液(第二液體)分隔開(kāi)，而且，通過(guò)發(fā)泡液發(fā)泡產(chǎn)生的壓力使噴射液噴射。因此，即使象聚乙二醇或類似物這樣的高粘度液體，由于傳統(tǒng)的加熱不能產(chǎn)生足夠的氣泡，而表現(xiàn)出不充足的噴射力，也可通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)正常噴射。即液體(象乙醇和水的比例為4∶6，約為1-2cp的混合物)供給第一液流通道，為實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)泡將促進(jìn)發(fā)泡的液體供給第二液體供給通道，或?qū)⒌头悬c(diǎn)的液體供給第二液流通道。作為噴射液體，可選擇加熱時(shí)在發(fā)熱件表面沒(méi)有過(guò)熱殘?jiān)蚱渌练e物這樣的液體。同樣可使發(fā)泡穩(wěn)定，并能形成良好的噴射。另外，具有這種構(gòu)造的噴頭，也可證明在前面結(jié)構(gòu)實(shí)例的說(shuō)明中涉及到的功效。因此，高粘度液體和其它液體可高噴射效率、高噴射力地被噴射。
即使對(duì)于本性不十分抗熱的液體，當(dāng)這種液體供給第一液流通道時(shí)，也同樣能如上述高噴射效率和高噴射力，沒(méi)有熱致?lián)p害地噴射該液體，而對(duì)于本性不隨熱而改變并表現(xiàn)出良好的發(fā)泡性的液體供給第二液流通道。(第二實(shí)施例)現(xiàn)在，依據(jù)本發(fā)明對(duì)第二實(shí)施例作出說(shuō)明。包括第二實(shí)施例，第三實(shí)施例和第四實(shí)施例也同樣試圖提供一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的噴頭，同時(shí)，在第二液流通道內(nèi)努力提高對(duì)反向波動(dòng)的預(yù)防和對(duì)噴射效率的提高，從每個(gè)相關(guān)的觀點(diǎn)考慮減少對(duì)發(fā)熱部件的空穴影響。
圖23A為表明依據(jù)第二實(shí)施例的噴液頭結(jié)構(gòu)之橫剖視圖。圖23B和23C分別為表明發(fā)熱件2和噴液頭的可動(dòng)件31的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
這種噴液頭被稱為邊緣發(fā)射型(edge shooter type)液體噴頭，其噴口設(shè)置在相對(duì)發(fā)泡區(qū)(發(fā)熱件2)沿側(cè)面的方向上。在元件基座1的一個(gè)表面上，作為發(fā)熱件的電熱轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在如圖2A至2C和圖3所示的噴液頭內(nèi)。每個(gè)發(fā)熱件的結(jié)構(gòu)被拉長(zhǎng)，沿與噴口18相反的方向延伸。而通孔619設(shè)置在幾乎為發(fā)熱件之中心處。發(fā)熱件2的通孔619與穿過(guò)元件基座1的液體供給通道621導(dǎo)通，在元件基座1的另一個(gè)表面?zhèn)龋后w供給通道被加寬成腔形，成為液腔623。對(duì)于基座，例如，元件基座1由象硅這樣的半導(dǎo)體材料構(gòu)成。接著，液腔623和液體供給通道由機(jī)加工和化學(xué)浸蝕的結(jié)合制成。在借助半導(dǎo)體的制造程序電氣沉積象硼化鋁或類似這樣的電阻層(resisting layer)和象鋁或類似物的絲狀電極層(wire eletrode layer)之后，發(fā)熱件2由鑄模形成。
在元件基座1的一個(gè)表面上，除形成發(fā)熱件的位置外(通孔619的位置也排除在外)，所有由樹(shù)脂、金屬或類似材料構(gòu)成的間隔層(spacer layer)被壓成薄片。由于在制成發(fā)熱件2的位置上沒(méi)有形成間隔層。所以在其底部每個(gè)發(fā)熱件的駐留和間隔層構(gòu)成側(cè)端，形成一個(gè)空間。該空間對(duì)于這種噴液頭來(lái)說(shuō)。是每個(gè)發(fā)泡區(qū)11。另外，還設(shè)置一個(gè)由幾微米厚的鎳或某些其他金屬形成的片狀的板件630(a plate type wall member 630)以覆蓋包括發(fā)泡區(qū)11位置在內(nèi)的間隔層636的整個(gè)上表面。在正對(duì)每個(gè)發(fā)熱件2的位置上，如圖23C所示，為板件630構(gòu)成的一個(gè)U形狹縫35。由該狹縫35環(huán)繞的板件630部分起動(dòng)一個(gè)可動(dòng)件31的作用。可動(dòng)件31正對(duì)與每個(gè)發(fā)熱件2相對(duì)應(yīng)的發(fā)泡區(qū)11。在噴口18側(cè)，它有一個(gè)以懸臂形式的自由端，其轉(zhuǎn)軸33設(shè)置在與噴口18相反的一側(cè)。換言之，U字形的根部變成了轉(zhuǎn)軸33。于是沿氣泡發(fā)生區(qū)11每個(gè)氣泡的產(chǎn)生，可動(dòng)件31被迫向噴口18側(cè)張開(kāi)。也就是說(shuō)，板件630具有與第一實(shí)施例之隔板30相同的結(jié)構(gòu)和功能。
在板件630的上側(cè)，形成一個(gè)包括可動(dòng)件31末端在內(nèi)的液流通道14結(jié)構(gòu)。液流通道14的一端與作為噴口18的空氣外側(cè)導(dǎo)通。從制造的觀點(diǎn)來(lái)看，液流通道14由槽形件30的槽形成。噴口18由與槽形件50之槽導(dǎo)通的通孔來(lái)實(shí)現(xiàn)。在形成發(fā)熱件的元件基座1上，首先制造間隔層36。接著，在間隔層上，帶有由狹縫35預(yù)先形成的可動(dòng)件31之板件被安裝。最后，槽形件50固定于其上以完成這個(gè)噴液頭。
由于這個(gè)噴液頭如上所述構(gòu)成，每個(gè)發(fā)泡區(qū)11是一個(gè)由發(fā)熱件2、間隔層636和可動(dòng)件31(即靠近可動(dòng)件31的板件630)圍繞的空間。向此發(fā)泡區(qū)的供液是通過(guò)基本設(shè)置在發(fā)熱件中央的通孔來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在這方面，根據(jù)圖23A-23C所示的實(shí)例，與液流通道14傳導(dǎo)相連的供液通道620延伸到元件基座1的另一側(cè)端。結(jié)果，可以通過(guò)供液通道620給液流通道14供液，而且還可通過(guò)供液通道621從元件基座1的同一側(cè)給發(fā)泡區(qū)11供液。
現(xiàn)對(duì)該噴液頭的運(yùn)作加以說(shuō)明。在正常狀態(tài)下，可動(dòng)件31靜止在圖23A虛線所示的位置上。發(fā)泡區(qū)11通過(guò)液體供給通道621和通孔619被充滿。液流通道14通過(guò)液體供給通道620被充滿。當(dāng)電能作用時(shí)，發(fā)熱件2發(fā)熱，部分加熱發(fā)泡區(qū)11內(nèi)充滿的液體。然后，隨薄膜沸騰產(chǎn)生氣泡40。在此交叉點(diǎn)，可動(dòng)件31通過(guò)氣泡產(chǎn)生而作用的壓力向液流通道14移動(dòng)。隨可動(dòng)件31的這種位移，由氣泡產(chǎn)生而作用的壓力之壓力傳遞方向被導(dǎo)向噴口。結(jié)果，基于前述的原理，液流通道14內(nèi)的部分液體以小液滴形式從噴口18噴出。
在此交叉點(diǎn)，與前述的噴射原理說(shuō)明中所涉及到的圖4和圖5相比，由發(fā)泡區(qū)11內(nèi)氣泡的產(chǎn)生沿V1-V8的壓力傳遞方向的壓力分量全部傳遞給可動(dòng)件31或這里所描述的噴液頭之發(fā)泡區(qū)側(cè)壁(間隔棒層636)。從而相對(duì)于噴射力，幾乎沒(méi)有能量損失。這樣，隨氣泡的產(chǎn)生壓力波從介于每個(gè)發(fā)熱件2的加熱表面和每個(gè)發(fā)熱件2土薄膜沸騰開(kāi)始的液體之間的邊界集中傳遞。因此，即使有通孔619，并向發(fā)熱件2打開(kāi)，發(fā)熱件2的表面也不會(huì)卷入來(lái)自液體供給通道任何期望因素的影響。因此，幾乎沒(méi)有從發(fā)泡區(qū)11向液體供給通道621側(cè)的反向流動(dòng)。
因此，表現(xiàn)出基本沒(méi)有發(fā)向波動(dòng)。同時(shí)，可將氣泡產(chǎn)生的壓力分量有效地導(dǎo)向噴口。從而，使噴液流單向流動(dòng)并更穩(wěn)定，顯著提高噴射效率。這樣，當(dāng)氣泡處于膨脹過(guò)程時(shí)，可動(dòng)件31就處在實(shí)線表示的位置。當(dāng)薄膜沸騰開(kāi)始時(shí)，氣泡僅存在于發(fā)熱件2表面的邊界處，在通孔619的位置上沒(méi)有氣泡出現(xiàn)，但隨時(shí)間的消逝，氣泡40膨脹并覆蓋通孔619。
現(xiàn)就發(fā)泡時(shí)的運(yùn)行情況加以描述。當(dāng)氣泡40收縮并消失時(shí)，氣泡40在收縮過(guò)程中，其中心部分基本不變。本實(shí)施例之噴液頭，通孔619設(shè)置在幾乎為發(fā)熱件2的中心部分。而在氣泡消失過(guò)程的最后階段，氣泡僅存在于與通孔619對(duì)應(yīng)的位置上。該位置略為遠(yuǎn)離發(fā)熱件表面。從而，與發(fā)泡達(dá)到最后階段，立即作用于發(fā)熱件表面的情況相比，相對(duì)于發(fā)熱件的空泡影響較小。因?yàn)樵摪l(fā)泡位置是從液體供給通道621流出的再補(bǔ)充液體的位置，所以由發(fā)泡產(chǎn)生的收縮壓力由于這種再補(bǔ)充而削弱，這種再補(bǔ)液的分流使空泡的影響相對(duì)于發(fā)熱件2變得較小。因而使每個(gè)發(fā)熱件2的耐久性提高而延長(zhǎng)其壽命。
現(xiàn)就供給液流通道14和發(fā)泡區(qū)11的液體作出說(shuō)明。對(duì)于這種噴液頭，可在液流通道14和發(fā)泡區(qū)11內(nèi)使用相同的液體或不同的液體。當(dāng)使用同一種液體時(shí)，可提供一個(gè)公共液腔以使液流通道14側(cè)的液體供給通道120與發(fā)泡區(qū)11側(cè)的液體供給通道聯(lián)通或設(shè)置獨(dú)立的供給系統(tǒng)以使通過(guò)不同的供給壓力有效地控制液流成為可能。
另一方面，當(dāng)不同的液體供給發(fā)泡區(qū)11和液流通道時(shí)，用于通過(guò)加熱而發(fā)泡的液體(發(fā)泡液)供給發(fā)泡區(qū)11，而用于噴射的液體(噴射液)主要供給液流通道14。當(dāng)獨(dú)立地使用不同的噴射液和發(fā)泡液時(shí)，就可有效正常地以這種方式噴射即使是高粘度的液體供給液流通道14這樣的高粘度液體而不會(huì)由于傳統(tǒng)加熱產(chǎn)生不充足的氣泡而表現(xiàn)出不充足的噴射力，而供給發(fā)泡區(qū)11液體，這種液體具有良好的發(fā)泡性或作為發(fā)泡液具有的低沸點(diǎn)。類似地，抗熱性不強(qiáng)的液體也可使用，而不會(huì)有熱致?lián)p壞，并可高噴射效率、高噴射力地實(shí)現(xiàn)噴射。
現(xiàn)就本發(fā)明第二實(shí)施例加以說(shuō)明，此處重要的是液體從與每個(gè)可動(dòng)件相反的表面供給。每個(gè)發(fā)熱件2的結(jié)構(gòu)和每個(gè)通孔619的位置不必受上述的限制。為防止相對(duì)于每個(gè)發(fā)熱件2的空泡影響，最好是在發(fā)泡的位置上構(gòu)造通孔619，即使發(fā)泡位置偏離發(fā)熱件2的中心區(qū)。(第三實(shí)施例)圖24A是表明依據(jù)本發(fā)明的噴液頭結(jié)構(gòu)之橫剖示意圖。圖24B為表明這種噴液頭的發(fā)熱件結(jié)構(gòu)之俯視圖。
該噴液頭被稱為側(cè)射式液體噴頭，在其發(fā)泡區(qū)(發(fā)熱件2)對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)置噴口18。該噴液頭與圖23A-23C所示的噴液頭之區(qū)別在于孔板51的設(shè)置替代了槽形件，每個(gè)發(fā)熱件都是圓環(huán)狀的，在其中央部分設(shè)有通孔619。
現(xiàn)就該噴液頭的運(yùn)作情況加以說(shuō)明。在第三實(shí)施例的情形下，當(dāng)每個(gè)發(fā)熱件2發(fā)熱時(shí)，在相應(yīng)的發(fā)泡區(qū)11內(nèi)的液體產(chǎn)生氣泡40。在由氣泡的產(chǎn)生而所形成的壓力作用下，可動(dòng)件31的自由端31較大地移向液流通道14側(cè)，接著由氣泡產(chǎn)生而作用的壓力波被導(dǎo)向噴口側(cè)，從而從噴口18噴射每個(gè)小液滴?？山o發(fā)泡區(qū)11和液流通道14分別供給相同的或不同的液體。對(duì)于本實(shí)施例，通孔619也設(shè)置在與發(fā)熱件2對(duì)應(yīng)的位置，通過(guò)這種方式，液體被供給發(fā)泡區(qū)11，從而為穩(wěn)定液流而抑制了反向波動(dòng)。同時(shí)，還可減少相對(duì)于每個(gè)發(fā)熱件2的空泡影響。這樣，發(fā)熱件2的構(gòu)造和介于每個(gè)發(fā)熱件2與通孔619之間的位置關(guān)系不一定受上述的第一實(shí)施例的限制。每個(gè)噴口18也不必立即置于對(duì)應(yīng)的發(fā)熱件2之上。例如，噴口18可平行于圖24A、24B的左手側(cè)從而被定位在臨時(shí)位置上的可動(dòng)件31的自由端32之上。此外，可動(dòng)件31不必覆蓋整個(gè)發(fā)熱件的表面，只覆蓋發(fā)熱件表面的一半，而其余部分可構(gòu)成使發(fā)泡區(qū)11與液流通道14自由傳導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。(第四實(shí)施例)圖25是表明依據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的噴液頭之結(jié)構(gòu)橫剖示意圖。該噴液頭被構(gòu)造成從氣泡發(fā)生區(qū)11側(cè)通過(guò)狹縫供給液流14液體，該狹縫是替代與上述第二實(shí)施例的噴液頭液流通道14導(dǎo)通的液體供給通道620而形成于可動(dòng)件35四周的板件630上。具有這種結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可使結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。對(duì)于本實(shí)施例有助于獲得高噴射效率和良好的液體供給特性。尤其是想抑制彎液面的反向前進(jìn)，從而利用發(fā)泡時(shí)產(chǎn)生的壓力，通過(guò)再補(bǔ)充實(shí)現(xiàn)全部強(qiáng)制供液。
對(duì)于這種噴液頭，也可為穩(wěn)定液流而抑制反向波動(dòng)，同時(shí)減少相對(duì)每個(gè)發(fā)熱件2的空泡影響。(第五實(shí)施例)圖26為表明依據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的噴液頭結(jié)構(gòu)的橫剖視圖。對(duì)于這種噴液頭，也可被構(gòu)造成從發(fā)泡區(qū)11側(cè)通過(guò)狹縫或上述的類似物給液流通道14供液，該狹縫代替了依據(jù)第三實(shí)施例與噴液頭之液流通道14導(dǎo)通的液體供給通道20。具有這種結(jié)構(gòu)的設(shè)置，就可嘗試使其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。對(duì)于本實(shí)施例，有利于獲得高噴射效率和良好的液體供給特性。尤其，有利于抑制彎液面的向后前進(jìn)，從而利用消泡時(shí)產(chǎn)生的壓力，通過(guò)再補(bǔ)充實(shí)現(xiàn)全部液體的強(qiáng)制供給。
對(duì)于這種噴液頭，也可為穩(wěn)定液流而抑制反向波動(dòng)，同時(shí)減少相對(duì)每個(gè)發(fā)熱件2的空泡影響。(其它實(shí)施例)現(xiàn)在本發(fā)明的噴液頭的主要部分之實(shí)施例已作出說(shuō)明。在下文中，將對(duì)優(yōu)選地適用于那些實(shí)施例的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的說(shuō)明。(可動(dòng)件和板件)可動(dòng)件的結(jié)構(gòu)可被任意制造，如果其結(jié)構(gòu)不是處于發(fā)泡區(qū)11側(cè)，并能操作容易，而表現(xiàn)出良好的耐久性。對(duì)于噴射原理的說(shuō)明，隔板是由約5微米厚的鎳制成。然而，本發(fā)明不必受這種設(shè)置的限制。如果用于構(gòu)成隔板(壁件)和可動(dòng)件的材料僅僅是抗發(fā)泡液和噴射液溶解的，而且具有作為能運(yùn)作良好的可動(dòng)件的彈性，并具有允許形成精細(xì)的狹縫之特性，那么就足以令人滿意了。對(duì)于上述的實(shí)施例，狹縫是為隔板而構(gòu)造的，以使其起到可動(dòng)件的作用。但也可采用這種方式僅設(shè)置可動(dòng)件，不設(shè)置任何隔板(在此情況下，每個(gè)可動(dòng)件的轉(zhuǎn)軸置于元件基座上或通過(guò)適當(dāng)?shù)闹渭拈g隔棒層上或沒(méi)有任何介入物在其中)或用不同材料構(gòu)造隔板和可動(dòng)件。
圖27A-27C是說(shuō)明可動(dòng)件31的其它構(gòu)造的示意圖。在隔板上設(shè)置狹縫35，通過(guò)狹縫35組成可動(dòng)件35。圖27A表明了一個(gè)加長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)；圖27B表明在轉(zhuǎn)軸側(cè)有較窄部分以易于部件運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)；圖27C表明在轉(zhuǎn)軸側(cè)有加寬段以提高部件之耐久性的結(jié)構(gòu)。由于其結(jié)構(gòu)表明了易于運(yùn)動(dòng)和良好的耐久性。所以最好是構(gòu)造一個(gè)在其轉(zhuǎn)軸側(cè)表現(xiàn)出如圖14所示的圓形處的寬度較窄部件。然而，如果可動(dòng)件僅被構(gòu)造成不位于第二液流通道側(cè)，卻使其活動(dòng)容易，并表現(xiàn)出良好的耐久性，那么就足夠好了。
作為可動(dòng)件的材料，優(yōu)先使用高耐用的金屬，象銀、鎳、金、鐵、鈦、鋁、鉑、鉭、不銹鋼，或磷青銅或其合金，或?yàn)閹в斜╇?、丁二烯、苯乙烯或其它腈基的?shù)脂，帶有聚酰胺或其它酰胺基的樹(shù)脂，帶有聚碳酸酯或其它羧基的樹(shù)脂，帶有聚縮醛或其它醛基的樹(shù)脂，帶有聚砜或其它砜基的樹(shù)脂，或帶有液晶聚合物等和其化合物的樹(shù)脂，具有對(duì)墨水高阻力的金屬象金、鎢、鉭、鎳、不銹鋼或鉭，或其合金和為得到對(duì)墨水的高阻力在其表面鍍這些金屬層?；驇в芯埘０坊蝓０坊臉?shù)脂，帶有聚縮醛或其它醛基的樹(shù)脂，帶有聚醚酮或其它酮基的樹(shù)脂，帶有聚酰亞胺或其它酰亞胺基的樹(shù)脂，帶有苯酚樹(shù)脂或羥基的樹(shù)脂，帶有聚乙烯或其它乙基的樹(shù)脂，帶有聚丙烯或其它烷基的樹(shù)脂，帶有環(huán)氧樹(shù)脂或其它環(huán)氧基的樹(shù)脂，帶有蜜胺樹(shù)脂或其它氨基的樹(shù)脂，帶有二甲苯樹(shù)脂或其它羥甲基的樹(shù)脂，和其混合物，此外，象二氧化硅及其化合物這樣的陶瓷。
用于隔板(壁件)的材料優(yōu)先使用具有良好的抗熱性和抗溶解性的樹(shù)脂，和良好的可模塑性，其典型代表為近年來(lái)的工程塑料，象聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、蜜胺樹(shù)脂、苯酚樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丁二烯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚醚砜、多芳基化合物(polyarylate)、聚酰亞胺、聚砜、液晶聚合物(LCP)及其混合物或二氧化硅、氮化硅、鎳、金、不銹鋼或其他金屬、合金或鍍鈦或金的那些。
從是否可得到可動(dòng)件所需的強(qiáng)度和操作性的觀點(diǎn)看，隔板(壁件)的厚度決定于所造材料和構(gòu)造。其優(yōu)選厚度為0.5-10微米。
例如，形成可動(dòng)件31的狹縫35的寬度為2微米。當(dāng)發(fā)泡液和噴射液為不同的液體時(shí)，如果需要防止液體的混合，狹縫35的寬度被定為一個(gè)尺寸間隙允許兩液體間形成彎液面，應(yīng)抑制液體本身的分流。例如，如果用作發(fā)泡液的液體約為2cp(厘泊)，用作噴射液的液體約為100cp或更大，那么即使狹縫有5微米寬也可防止其混合物的產(chǎn)生，但最好為3微米或更小。
作為本發(fā)明的可動(dòng)件，厚度可考慮為微米級(jí)(tμm)。我們不想使用任何厘米級(jí)厚度的可動(dòng)件。對(duì)于具有微米級(jí)厚度的可動(dòng)件，如果以微米級(jí)作為狹縫寬度的目標(biāo)范圍，那么就需要考慮制造中產(chǎn)生的一些偏差。
如果正對(duì)帶有狹縫的可動(dòng)件的自由端或側(cè)端的部件厚度，與可動(dòng)件(見(jiàn)圖12、13和其它)的厚度相等，那么就可通過(guò)限定寬度和考慮由制造導(dǎo)致的偏差，在下面所給范圍內(nèi)狹縫厚度之間的關(guān)系穩(wěn)定地抑制發(fā)泡液和噴射液的混合。換言之，雖然限制了條件，但如果從設(shè)計(jì)的角度考慮粘度為3cp或小于3cp的發(fā)泡液與高粘度墨水(3cp、10cp等等)一起使用，那么就可能設(shè)置一個(gè)能長(zhǎng)期抑制這些液體混合的結(jié)構(gòu)，假設(shè)設(shè)置滿足關(guān)系w/t≤1。
給出一個(gè)如本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中所指出的“基本封閉狀態(tài)”(essentiallyclosecl state)條件的狹縫變得更可靠，如果在幾個(gè)微米級(jí)的范圍內(nèi)生產(chǎn)的話。
如上所述，如果相對(duì)于發(fā)泡液和噴射液而劃分功能，那么可動(dòng)件的基本功能是一個(gè)分割件。而當(dāng)可動(dòng)件隨氣泡的產(chǎn)生而移動(dòng)時(shí)，可觀察到有少量的發(fā)泡液與噴射液發(fā)生混合。用于圖像形成的噴射液，一般地對(duì)于噴墨記錄來(lái)說(shuō)，著色劑的濃度約為3-5％。從這看出，如果發(fā)泡液與噴射液的液滴在20％或更少的范圍內(nèi)混合，就幾乎不會(huì)發(fā)生什么明顯的變化。因此，可以知道發(fā)泡液與噴射液的混合物使噴射的小液滴的混合物為20％或更少，也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
這樣，當(dāng)在這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)際的噴射時(shí)，發(fā)泡液混合物的上限為15％，即使粘度發(fā)生變化。發(fā)泡液為5cp或更少時(shí)，這個(gè)混合比例的上限約為10％，雖然它依賴于驅(qū)動(dòng)頻率，尤其是如果噴射液的粘度被限定為20cp或更小，那么就可能當(dāng)粘度變小時(shí)，減少該混合物(到5％或更少)。(發(fā)熱件)每個(gè)設(shè)置在元件基座上的發(fā)熱件的結(jié)構(gòu)可以是下面其中的一種每個(gè)阻抗層(發(fā)熱部分)形成于元件基座上的金屬線電極之間或形成于包括阻抗承受層的保護(hù)層之間。另外，在元件基座上，晶體管、二極管、鎖存器(latches)、移位寄存器和其它功能元件可在半導(dǎo)體制造過(guò)程中被集成裝配。
對(duì)于上述的每個(gè)實(shí)施例，所用的發(fā)熱件是由對(duì)電信號(hào)作出反應(yīng)而發(fā)熱的阻抗層構(gòu)造而成的。但本發(fā)明不必受這種發(fā)熱件的限制。如果該部件能夠引起發(fā)泡液產(chǎn)生足夠的氣泡噴射可噴之液體，那么這樣的發(fā)熱件就足夠好了。例如，可用具有發(fā)熱部分的光熱轉(zhuǎn)換元件，當(dāng)受到激光束或其它光束或帶有當(dāng)受到高頻波時(shí)發(fā)熱的熱發(fā)生部分的發(fā)熱元件。(噴射液和發(fā)泡液)依據(jù)上述的本發(fā)明，可比采用前述的設(shè)置可動(dòng)件結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)噴液頭之噴液具有更大的噴射力和更高的噴射效率，而且能夠更高速地噴液。當(dāng)同一種液體被當(dāng)作發(fā)泡液供給每個(gè)發(fā)泡區(qū)，被當(dāng)作噴射液供給液流通道時(shí)，就可使用不同種類的液體，如果所用的液體的質(zhì)量不因加熱而變壞，那么加熱時(shí)就不易在發(fā)熱件上產(chǎn)生沉積，而且加熱時(shí)通過(guò)蒸發(fā)和濃縮能夠表現(xiàn)出可逆的狀態(tài)變化，此外還不會(huì)引起各液流通道，可動(dòng)件和隔板被破壞。
例如，這樣的液體可用具有用于傳統(tǒng)噴泡設(shè)備作為記錄用液(記錄液體)成分的油墨。
另外，當(dāng)用不同的液體分別作為噴射液和發(fā)泡液時(shí)，可用具有上述發(fā)泡液特性的液體，更為詳細(xì)地，可提名如下甲醇、乙醇、正丙醇(n-propanol)、異丙醇、正己烷、正庚烷、正辛烷、甲苯、二甲苯、二氯乙烯、三氯乙烯、氟利昂BF(Freon BF)、乙醚、二氧雜環(huán)己烷、環(huán)己烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮、甲醚、甲酮、水及其混合物等等。另一方面，可使用各種不同的液體作噴射液，而與發(fā)泡液和熱性質(zhì)無(wú)關(guān)。即使是發(fā)泡能力低并用傳統(tǒng)的噴液頭噴射困難的液體，當(dāng)受熱其性質(zhì)即發(fā)生變化或高粘度的液體都可用作噴射液。然而，作為噴射液的性質(zhì)，應(yīng)該是由噴射液本身或通過(guò)與發(fā)泡液接觸引起的反應(yīng)不阻礙噴射、發(fā)泡和可動(dòng)件的運(yùn)行等。作為用于記錄的噴射液，可用高粘度油墨或類似物。作為其它的噴射液，可指定抗熱性不強(qiáng)的液體，象藥和香水。
對(duì)于傳統(tǒng)的噴射被認(rèn)為是噴射有困難的液體，其噴射速度將會(huì)降低，因此如果應(yīng)用傳統(tǒng)的噴液頭，噴射方向?qū)⒆兓⑹褂涗泦紊蠂娚潼c(diǎn)的精度變壞。噴射量也會(huì)由于不穩(wěn)定的噴射而引起變化。從而，很難得到質(zhì)量好的圖像。然而，如上所述構(gòu)造的實(shí)施例，就可能通過(guò)使用發(fā)泡液充足穩(wěn)定地產(chǎn)生每個(gè)氣泡。因此，小液滴沖擊的精度可隨噴墨的穩(wěn)定數(shù)量而提高。因而使記錄圖像的質(zhì)量顯著改善。
作為為油墨和其它液體提供的記錄載體，可用客觀物質(zhì)各種紙和OHP紙，用于光盤(pán)的塑料材料、裝飾板、鋁和銅等金屬材料；牛皮、豬皮、人造革、其它皮革材料，木材、膠合板、竹子、瓷磚等陶瓷制品，海綿或其它三維結(jié)構(gòu)。
依據(jù)本發(fā)明，可通過(guò)作為噴射液的油墨的供給得到具有良好的圖像質(zhì)量的記錄體，噴射液分別包含顏料油墨(2cp)、色素油墨(15cp)、聚乙醇類200(55cp)，或聚乙醇600(150cp)，起動(dòng)電壓2.5KHz，25V，當(dāng)使用如上所述的乙醇和水的混合物時(shí)。(噴液頭架)現(xiàn)對(duì)依據(jù)上述每個(gè)實(shí)施例中安裝噴液頭的噴液頭架作簡(jiǎn)要的說(shuō)明。上述的任何一個(gè)噴液頭都可被設(shè)置為一個(gè)架。在下文中，將對(duì)噴液頭架的結(jié)構(gòu)加以簡(jiǎn)要說(shuō)明。在此說(shuō)明中，將對(duì)假設(shè)所用的噴液頭如圖24A和24B(第三實(shí)施例)所示的側(cè)射式噴液頭。圖28是表明包括這樣的噴液頭的噴液頭架三部件分解透視圖。該噴液頭架的結(jié)構(gòu)大約分為噴液頭裝置200和液體容器90。這里，即使使用第一和第二實(shí)施例的邊射式噴液頭，也基本上能夠組成一個(gè)噴液頭架。
噴液頭裝置200包括元件基座1，形成于間隔層之上；板件30，孔板51，液體供給部件80和供給電信號(hào)的印刷電路板(TAB TAPE)70等等。如前所述，若干個(gè)發(fā)熱電阻器(發(fā)熱件)在元件基座1上呈直線排列。設(shè)置若干個(gè)功能元件，有選擇地起動(dòng)這些發(fā)電阻器。各發(fā)泡區(qū)介于元件基座1和設(shè)有可動(dòng)件的板件30之間。發(fā)泡液被分配到那里。通過(guò)板件30、孔板51和液體供給件80的接合，形成分配要噴射之噴射液的液流通道(未示出)。
對(duì)于液體容器90，油墨或其它噴射液和產(chǎn)生氣泡的發(fā)泡液。分別供給噴液頭，并分離儲(chǔ)存在容器中。在液體容器90的外側(cè)1，定位裝置94被設(shè)置，以安裝一個(gè)連接用的連接物。設(shè)置一個(gè)固定軸95以固定連接物TAB帶(TAB TAPE)70通過(guò)相對(duì)于噴頭裝置定位的液體容器90而結(jié)合，并通過(guò)兩面膠帶固定于液體容器90的表面。噴射液從液體容器90的噴射液體供給通道92通過(guò)連接件的供給通道81給液體供給件80的噴射液體供給通道84供液，接著，通過(guò)每個(gè)元件的噴射供給通道20供給噴射液體流動(dòng)通道。同樣地，發(fā)泡液從液體容器90的供給通道93供給發(fā)泡液液體供給元件80的供給通道83，然后通過(guò)每個(gè)元件的發(fā)泡液供給通道21供給每個(gè)發(fā)泡區(qū)。
現(xiàn)對(duì)具有能使作為不同液體的發(fā)泡液和噴射液被供給之供給方式的噴液頭頭架和液體容器加以說(shuō)明。當(dāng)噴射液和發(fā)泡液為同一種時(shí)，發(fā)泡液的供給通道和噴射液的供給通道就不必隔離了。而液體容器可通過(guò)每種液體消耗后的再補(bǔ)液而被使用。這樣就需要為液體容器設(shè)置一個(gè)液體注入口。集中設(shè)置或分別設(shè)置噴液頭和液體容器都是可行的。(噴液裝置)圖29為說(shuō)明裝有噴液頭的噴液裝置之示意圖。這里，尤其將對(duì)使用作為噴射液的油墨的噴墨記錄裝置IJRA作出說(shuō)明。
噴液設(shè)備(噴墨記錄裝置IJRA)滑動(dòng)架HC可拆開(kāi)地裝配著噴液頭架，該架包括液體容器90，用于容納油墨和噴液頭裝置200，并可沿向后傾斜的媒介物的寬度方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，象記錄單這樣的媒體，被記錄媒體運(yùn)載工具運(yùn)載。當(dāng)起動(dòng)信號(hào)從起動(dòng)信號(hào)供給裝置供給架HC上的噴液裝置(未示出)時(shí)，記錄液體從噴液頭被噴射到響應(yīng)這些信號(hào)的記錄媒體上，記錄設(shè)備設(shè)置一個(gè)馬達(dá)111作為動(dòng)力源，齒輪112和113?；瑒窦茌S85或類似物以從動(dòng)力源將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換到滑動(dòng)架上。通過(guò)應(yīng)用這種記錄設(shè)備和采用這種記錄設(shè)備的噴液方法可得到具有良好圖象的記錄物體。
圖30為表明作為整體的記錄設(shè)備通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的噴液方法和噴液頭而噴射用于記錄的油墨的方框圖。
本記錄設(shè)備接受從主機(jī)結(jié)束的作為控制信號(hào)的打印信息。打印信息臨時(shí)存儲(chǔ)在記錄設(shè)備的輸入界面301內(nèi)。同時(shí)，打印信息被轉(zhuǎn)換為可在記錄設(shè)備內(nèi)被處理的數(shù)據(jù)，并被輸入CPU302，CPU302作為供給噴頭驅(qū)動(dòng)信號(hào)的裝置起到雙重作用。CPU302依據(jù)存儲(chǔ)于ROM302中的控制程序利用象RAM304這樣的外部設(shè)備處理輸入數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)，并把它們轉(zhuǎn)換成打印數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))。CPU302為起動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)運(yùn)載記錄單和記錄頭而輸出馬達(dá)起動(dòng)數(shù)據(jù)，同時(shí)在記錄單的合適位置上記錄圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)和起動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)噴頭傳動(dòng)器307和馬達(dá)傳動(dòng)器305分別被傳送到噴頭200和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)306，307和305，依據(jù)控制定時(shí)被驅(qū)動(dòng)形成圖像。
可用于供應(yīng)油墨或其它物的上述記錄設(shè)備的記錄載體，可指定不同的紙和OHP單，用于壓縮盤(pán)的塑料、裝飾板、或類似的物質(zhì)、織物、象鋁和銅這樣的金屬材料，牛皮、豬皮、人造革或其它皮革材料、木材、膠合板、竹子、瓷磚和其它陶瓷材料、海綿或其它三維結(jié)構(gòu)。上面所述的記錄設(shè)備，可命名為在不同的紙和OHP單上記錄的打印設(shè)備，塑料記錄設(shè)備，用于在光盤(pán)和其它塑料材料上記錄；用于在金屬板上記錄的記錄設(shè)備；用于在皮革上記錄的記錄設(shè)備；用于在木材上記錄的記錄設(shè)備；用于在陶瓷上記錄的記錄設(shè)備，用于在三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)象海綿上記錄的記錄設(shè)備。還包括在織物上記錄的織物印花設(shè)備。用于這些噴液設(shè)備的噴液頭，可使用決定于記錄載體的種類和記錄條件的任何液體。(記錄系統(tǒng))現(xiàn)就應(yīng)用本發(fā)明的噴液頭作其記錄頭以實(shí)現(xiàn)在記錄載體上記錄的噴墨記錄系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例加以說(shuō)明。圖31為說(shuō)明這種噴墨記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
用于該噴墨記錄系統(tǒng)的噴液頭是一個(gè)完全線型噴頭(full line type)，即若干個(gè)噴口被設(shè)置在與間隔(密度)為360dpi(每360個(gè)液滴25.4mm)記錄載體150之可記錄寬度對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度方面上。四個(gè)噴液頭201a、201b、201c、和201d被彼此平行沿X方向給定間隔上的托架202固定支撐，并分別對(duì)應(yīng)于四種顏色黃(Y)、洋紅(M)、青(C)、和黑(BK)。從構(gòu)成起動(dòng)信號(hào)供給裝置的噴頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，信號(hào)被供給噴液頭201a至201d。依據(jù)這樣的信號(hào)，四種不同顏色的油墨、黃、洋紅、青、黑從油墨箱204a至204d分別供給兩個(gè)噴液頭201a至201d。在每個(gè)噴液頭201a至201d的下面，設(shè)置了由海綿或其它油墨吸收材料容納其中并當(dāng)記錄停止時(shí)分別覆蓋噴液頭201a至201d之噴口的噴頭蓋203a至203d。這樣使噴液頭201a至201d得到保養(yǎng)。
此外，對(duì)于這種記錄系統(tǒng)，設(shè)置了輸送帶206以構(gòu)成用于輸送如前所述的各種記錄載體的輸送裝置。該輸送帶繞給定通道的不同的滾筒移動(dòng)，由與馬達(dá)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)305連接的傳動(dòng)滾筒傳動(dòng)。
對(duì)于這種噴墨記錄系統(tǒng)，預(yù)處理設(shè)備215和后處理設(shè)備252分別被安裝在記錄載體輸送通道的上游和下游，相對(duì)于記錄載體在其上實(shí)現(xiàn)記錄前和記錄后不同的處理。
預(yù)處理和后處理在處理內(nèi)容上依記錄載體的種類和油墨的種類不同而不同。例如，對(duì)于金屬、塑料、陶瓷等用于記錄的載體，放射出的紫外線和臭氧激活這樣的載體的表面，從而改善油墨的附著。對(duì)于象塑料這樣易產(chǎn)生靜電的記錄載體，在這種情形下，塵土顆粒很容易被靜電吸在載體表面上妨礙了正常的記錄。因此，象預(yù)處理設(shè)備，使用去除靜電的電離層(ionizer)，這樣，塵土顆粒就從記錄載體被除掉。布料也被用作記錄載體，為防止在春上產(chǎn)生污點(diǎn)，提供一種從堿性物質(zhì)、水溶性物質(zhì)、人造聚合物、水溶性金屬鹽、尿素和硫尿素中選擇出物質(zhì)的工序，如同預(yù)處理過(guò)程一樣，改善著色率。預(yù)處理不必受上述的限制。它可以是使記錄載體的溫度恰如其分地達(dá)到適合在這樣的載體上記錄的溫度的過(guò)程。另一方面，固定過(guò)程作為促進(jìn)油墨固定的后處理工序，通過(guò)作為為油墨而準(zhǔn)備的記錄載體的后處理的熱處理或紫外線放射等等來(lái)實(shí)現(xiàn)。沖洗工序是作為沖洗在預(yù)處理中為記錄載體而提供的不活躍狀態(tài)的處理劑之后處理程序來(lái)進(jìn)行的。
這里，對(duì)假設(shè)所用的噴液頭為完全線型的噴液頭的情況已作出說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此。可以這種方式應(yīng)用本發(fā)明前述的較小的噴液頭沿用于記錄的記錄載體的寬度方向被輸送。(噴頭箱)在下文中，將對(duì)裝備有本發(fā)明的噴液頭之噴頭箱加以說(shuō)明。圖32是展示這樣的噴頭箱的示意圖。
噴頭箱裝配有噴墨用的噴墨裝置511之噴液頭510；油墨箱520，與噴液頭510可分開(kāi)或不可分開(kāi)；油墨充填裝置520使油墨被充填入箱體501的油墨箱520裝上外罩。當(dāng)油墨被消耗時(shí)，油墨充填裝置530的噴射裝置(噴射針和其它部件)531部分插入油墨箱520的通氣口521，噴頭的塞孔、或開(kāi)在油塞箱520壁上的孔，通過(guò)該插入部分，油墨充填裝置的油墨被充入油墨箱。
這樣，本發(fā)明的噴液頭、油墨箱和油墨填充裝置被裝入一個(gè)箱體。接著，當(dāng)油墨被消耗時(shí)，油墨可很容易地被充入如上所述的油墨箱從而使其迅速開(kāi)始記錄。
這里，已假設(shè)油墨充填裝置包括在噴頭箱內(nèi)，但作為一個(gè)噴頭箱，可采用一個(gè)充入油墨的可分型油墨箱和噴液頭被裝在箱體501內(nèi)，而沒(méi)有任何油墨充填裝置的情形作出了說(shuō)明。圖32也展示了可用于給油墨箱補(bǔ)充油墨的油墨補(bǔ)充裝置，但它也可采用這種形式除油墨箱外，為給發(fā)泡液容器補(bǔ)充發(fā)泡液而設(shè)置的發(fā)泡液補(bǔ)充裝置也被裝入箱體內(nèi)。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明，每個(gè)給第一和第二液流通道供液的液體供給通道分別設(shè)置在不同側(cè)。因此，與第二液體供給系統(tǒng)設(shè)置在第一液體供給通道之后的結(jié)構(gòu)相比，從上述的噴頭供給兩種液體，將會(huì)使設(shè)備變得更小。
對(duì)于從支撐件側(cè)給第二液流通道供液的設(shè)備，不必為給第二液流通道供液而在頂板或隔板上設(shè)置任何通孔。因而，可使噴頭結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，從而提高生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)生。對(duì)于具有為此而設(shè)置多個(gè)基座的設(shè)備，任何液體都可通過(guò)利用形成于各個(gè)基座之間的間隙給第二液流通道供液，就可使噴頭結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，從而得到穩(wěn)定的發(fā)泡壓力。
此外，依據(jù)本發(fā)明，液體從正對(duì)各個(gè)可動(dòng)件的表面?zhèn)韧ㄟ^(guò)發(fā)泡區(qū)給各發(fā)泡區(qū)供液。因此，當(dāng)試圖提高其噴射力時(shí)，就可能抑制各氣泡的膨脹零件和沿與供液相反的方向的壓力被分量的傳遞以限制噴射液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)。結(jié)果就會(huì)對(duì)噴射液體流動(dòng)的穩(wěn)定起作用。為相對(duì)于發(fā)熱件的空泡產(chǎn)生的相應(yīng)部分設(shè)置了通孔，這樣就使抑制空泡對(duì)發(fā)熱件的影響成為可能。從而延長(zhǎng)發(fā)熱件的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種噴液方法，它裝配有發(fā)熱件，用于產(chǎn)生氣泡以噴射液體；噴口，設(shè)置在與所說(shuō)的發(fā)熱件對(duì)應(yīng)的位置上；第一液流通道與所說(shuō)的噴口導(dǎo)通；第二液流通道，對(duì)應(yīng)于所說(shuō)的發(fā)熱件設(shè)置；隔板，用于隔離第一和第二液流通道，所說(shuō)的隔板有自由端，可在由所說(shuō)的發(fā)熱件產(chǎn)生氣泡而施加的壓力作用下向所說(shuō)的第一液流通道移動(dòng)，用于將所說(shuō)的壓力從所說(shuō)的噴口導(dǎo)向用于噴射液體的所說(shuō)的噴口側(cè)。液體供給所說(shuō)的第二液流通道和液體供給所說(shuō)的第一液流通道分別在不同側(cè)完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種噴液方法，其特征在于為基座設(shè)置一個(gè)通孔，為此，在基座上設(shè)有所說(shuō)的發(fā)熱件，和液體供給所說(shuō)的液流通道是從固定所說(shuō)的基座的支撐件的反側(cè)通過(guò)所說(shuō)的通孔來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3.一種利用噴液頭的噴液方法，其中噴液頭裝配了用于噴射液體的噴口；發(fā)泡區(qū)，用于在液體中產(chǎn)生氣泡；可動(dòng)件，每個(gè)都能夠在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，而第二位置距離所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)要比第一位置距離發(fā)泡區(qū)遠(yuǎn)一些，并且至少給所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)供液，以使所說(shuō)的可動(dòng)件通過(guò)在所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)內(nèi)產(chǎn)生氣泡而形成的壓力從第一位置移到第二位置，從而使氣泡向用于從所說(shuō)的噴口噴液的噴口側(cè)膨脹。所說(shuō)的液體供給所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)是從與所說(shuō)的可動(dòng)件相反的一側(cè)完成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的一種噴液方法，其特征在于所說(shuō)的液體從設(shè)置在所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)的通孔被供給的。
5.一種噴液方法，通過(guò)產(chǎn)生氣泡來(lái)從噴液口噴液，其特征在于所用的噴頭設(shè)置有與所說(shuō)的噴口導(dǎo)通的液流通道；發(fā)泡區(qū)，帶有用于產(chǎn)生氣泡的發(fā)熱件；可動(dòng)件，設(shè)置在所說(shuō)的液流通道與所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)之間，每個(gè)可動(dòng)件在所說(shuō)的噴口側(cè)都有自由端；通過(guò)給所說(shuō)的發(fā)熱件的加熱，從而在所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)內(nèi)產(chǎn)生氣泡，所說(shuō)的可動(dòng)件的自由端被所說(shuō)的發(fā)泡產(chǎn)生的壓力移到所說(shuō)的液流通道側(cè)，通過(guò)所說(shuō)的可動(dòng)件的位移將所說(shuō)的壓力導(dǎo)向所說(shuō)的液流通道的噴口側(cè)。
6.一種噴液方法，通過(guò)產(chǎn)生氣泡而從噴口噴液，其特征在于所用的一個(gè)噴頭設(shè)置有與所說(shuō)的噴口導(dǎo)通的液流通道；發(fā)泡區(qū)，帶有用于發(fā)泡的發(fā)熱件；和可動(dòng)件，設(shè)置在所說(shuō)的液流通道與所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)之間，每個(gè)可動(dòng)件在噴口側(cè)都有自由端；第一液體供給所說(shuō)的液流通道，同時(shí)，第二液體從與所說(shuō)的可動(dòng)件相反的表面?zhèn)裙┙o所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)；并且氣泡通過(guò)發(fā)熱件的加熱在所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生；可動(dòng)件的自由端在由發(fā)泡產(chǎn)生的壓力作用下移向所說(shuō)的液流側(cè)，并通過(guò)所說(shuō)的可動(dòng)件的位移將所說(shuō)的壓力導(dǎo)向所說(shuō)液流通道的噴口側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的噴液方法，其特征在于所說(shuō)的第一液體和所說(shuō)的第二液體為同一種液體。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6的噴液方法，其特征在于所說(shuō)的第一液體與所說(shuō)的第二液體為不同的液體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5和6中任一個(gè)的一種噴液方法，其特征在于由薄膜沸騰現(xiàn)象產(chǎn)生的氣泡是通過(guò)所說(shuō)的發(fā)熱件在所說(shuō)的液體中產(chǎn)生的。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6的一種噴液方法，其特征在于發(fā)熱件上設(shè)有通孔，第二液體通過(guò)所說(shuō)的通孔供給所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)。
11.一種供液方法，設(shè)置了用于產(chǎn)生氣泡以噴射液體的發(fā)熱件；對(duì)應(yīng)于所說(shuō)的發(fā)熱件而設(shè)置的噴口；與所說(shuō)的噴口導(dǎo)通的第一液流通道；對(duì)應(yīng)于所說(shuō)的發(fā)熱件而設(shè)置的第二液流通道；用于隔離第一和第二液流通道的隔板，所說(shuō)的隔板帶有自由端，由發(fā)熱件產(chǎn)生的氣泡壓力使其移到所說(shuō)的第一液流通道側(cè)，將所說(shuō)的壓力導(dǎo)向用于從所說(shuō)的噴口噴液的所說(shuō)的噴口側(cè)。液體供給所說(shuō)的第二液流通道和液體供給所說(shuō)的第一液流通道分別從不同側(cè)完成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的一種液體供給方法，其特征在于基座上設(shè)置一個(gè)通孔，基座上有為此而設(shè)置的發(fā)熱件，液體從固定所說(shuō)的基座的支撐件的反側(cè)供給所說(shuō)的液流通道是通過(guò)所說(shuō)的通孔實(shí)現(xiàn)的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的一種液體供給方法，其特征在于隔板基本上被設(shè)置為U形，所說(shuō)的隔板被固定并覆蓋設(shè)有所說(shuō)的發(fā)熱件的基座，液體從固定所說(shuō)基座的支撐件的反側(cè)供給所說(shuō)的第二液流通道是通過(guò)形成于所說(shuō)基座的側(cè)端和所說(shuō)的隔板之側(cè)壁的狹縫來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的一種液體供給方法，其特征在于若干個(gè)設(shè)置有所說(shuō)發(fā)熱件的基座在支撐件上直線固定，使介于發(fā)熱件間的間隔恒定，液體從所說(shuō)的支撐件側(cè)供給所說(shuō)的第二液流通道是通過(guò)所說(shuō)基座側(cè)壁之間的狹縫實(shí)現(xiàn)的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的一種液體供給方法，其特征在于所說(shuō)的隔板大體上構(gòu)造成U形，所說(shuō)的隔板被固定并覆蓋每個(gè)基座，液體從支撐件側(cè)供給所說(shuō)的第二液流通道是通過(guò)所說(shuō)基座側(cè)端和所說(shuō)隔板的側(cè)壁之間的狹縫實(shí)現(xiàn)的。
16.一種噴液頭，設(shè)置了用于發(fā)泡噴液的發(fā)熱件，對(duì)應(yīng)于所說(shuō)的發(fā)熱件而設(shè)置的噴口，與所說(shuō)的噴口導(dǎo)通的第一液流通道，對(duì)應(yīng)于所說(shuō)的發(fā)熱件而設(shè)置的第二液流通道。用于隔離所說(shuō)的第一和第二液流通道的隔板，所說(shuō)隔板的自由端可在所說(shuō)發(fā)熱件產(chǎn)生的氣泡壓力作用下移向所說(shuō)的第一液流通道側(cè)，從而將所說(shuō)的壓力導(dǎo)向用于從所說(shuō)的噴口噴射液體的噴口側(cè)，第一液體供給通道與所說(shuō)的第一液流通道導(dǎo)通，第二液體供給通道與所說(shuō)的第二液流通道導(dǎo)通，分別在不同側(cè)實(shí)現(xiàn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的一種噴液頭，其特征在于設(shè)置有所說(shuō)的發(fā)熱件的基座被固定在支撐件上，所說(shuō)的基座上設(shè)置有一個(gè)通孔，所說(shuō)的第二液體供給通道，從所說(shuō)的支撐件側(cè)通過(guò)所說(shuō)的通孔形成與所說(shuō)的第二液流通道導(dǎo)通的通孔。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種噴液頭，其特征在于設(shè)置有許多條第二液體流通道，并且為每第所說(shuō)的第二液體流通道設(shè)置通孔。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的一種噴液頭，其特征在于設(shè)置帶有所說(shuō)的發(fā)熱件的基座，所說(shuō)的隔板構(gòu)造成U形，所說(shuō)的隔板被固定并覆蓋基座，所說(shuō)的第二供給通道從所說(shuō)的支撐件側(cè)通過(guò)形成于所說(shuō)基座的側(cè)端和所說(shuō)隔板的側(cè)壁之間的狹縫形成與所說(shuō)的第二液流通道導(dǎo)通的通道。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的一種噴液頭，其特征在于若干個(gè)設(shè)置有所說(shuō)發(fā)熱件的基座在支撐件上直線固定，使介于發(fā)熱件的間隔恒定，第二供給通道通過(guò)形成于所說(shuō)的基座側(cè)壁之間的狹縫從所說(shuō)的支撐件側(cè)形成與所說(shuō)的第二液流通道導(dǎo)通的通道。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的一種噴液頭，其特征在于所說(shuō)的隔板大體上被構(gòu)造成U形，所說(shuō)的隔板被固定并覆蓋每個(gè)基座，所說(shuō)的第二供給通道包括通過(guò)形成于所說(shuō)基座側(cè)端和所說(shuō)的隔板側(cè)壁間的狹縫從所說(shuō)的支撐件側(cè)與所說(shuō)的第二液流通道導(dǎo)通的通道。
22.一種噴液頭，裝置有用于噴液的噴口，通過(guò)給液體加熱而產(chǎn)生氣泡的發(fā)熱件，和正對(duì)所說(shuō)發(fā)熱件設(shè)置的可動(dòng)件，可動(dòng)件帶有自由端和轉(zhuǎn)軸，所說(shuō)的可動(dòng)件在通過(guò)所說(shuō)的氣泡產(chǎn)生而形成的壓力作用下移動(dòng)，通過(guò)所說(shuō)的可動(dòng)件的移動(dòng)從所說(shuō)的噴口噴液，在所說(shuō)的發(fā)熱件上設(shè)置一個(gè)通孔，以通過(guò)所說(shuō)的通孔給發(fā)熱件供液。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的一種噴液頭，其特征在于所說(shuō)的噴口正對(duì)所說(shuō)的發(fā)熱件，所說(shuō)的可動(dòng)件設(shè)置在所說(shuō)的發(fā)熱件與所說(shuō)的噴口之間。
24.一種噴液頭，設(shè)置有用于噴液的噴口，與所說(shuō)的噴口導(dǎo)通的液流通道，發(fā)泡區(qū)內(nèi)設(shè)置發(fā)熱件，可動(dòng)件設(shè)置在所說(shuō)的液流通道與所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)之間，每個(gè)可動(dòng)件在所說(shuō)的液體流動(dòng)側(cè)設(shè)有自由端，所說(shuō)的自由端在通過(guò)在發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生的氣泡而形成的壓力作用下移動(dòng)，從而將所說(shuō)的壓力導(dǎo)向所說(shuō)的液流通道的噴口側(cè)，所說(shuō)的噴液頭為所說(shuō)的發(fā)熱件設(shè)置一個(gè)通孔，第一供給通道用于給所說(shuō)的液流通道供液，第二供給通道用于通過(guò)所說(shuō)的通孔給所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)供液。
25.一種噴液頭，設(shè)置有用于噴液的噴口，與所說(shuō)的噴口導(dǎo)通的液流通道，帶有發(fā)熱件的發(fā)泡區(qū)，設(shè)在正對(duì)所說(shuō)的噴口位置上，能在液體中產(chǎn)生氣泡，和可動(dòng)件，每個(gè)可動(dòng)件都有自由端且位于所說(shuō)的噴口和所說(shuō)的發(fā)熱件之間，因而它是被設(shè)置在所說(shuō)的液流通道和所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)之間，以使所說(shuō)的自由端在通過(guò)發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生的氣泡所形成的壓力作用下移向所說(shuō)的液流通道側(cè)，所說(shuō)的噴液頭為所說(shuō)的發(fā)熱件設(shè)置一個(gè)通孔，第一供給通道用于給所說(shuō)的液流通道供液，第二供液通道用于給所說(shuō)的發(fā)泡區(qū)供液。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25的一種噴液頭，其特征在于供給所說(shuō)第一液流通道的液體和供給所說(shuō)第二液流通道的液體為同一種液體。
27.根據(jù)權(quán)利要求24或25的一種噴液頭，其特征在于供給所說(shuō)第一液流通道的液體和供給所說(shuō)第二液流通道的液體為不同種的液體。
28.根據(jù)權(quán)利要求22至25中任一個(gè)的一種噴液頭，其特征在于所說(shuō)的氣泡是利用所說(shuō)的發(fā)熱件產(chǎn)生的熱量在所說(shuō)的液體中產(chǎn)生薄膜沸騰現(xiàn)象而產(chǎn)生的。
29.根據(jù)權(quán)利要求22至25中任一個(gè)的一種噴液頭，其特片在于所說(shuō)的發(fā)熱件是電熱轉(zhuǎn)換元件，它帶有通過(guò)接受電信號(hào)而發(fā)熱的發(fā)熱電阻元件。
30.一種噴液頭架，其特征在于它設(shè)置有一個(gè)依據(jù)權(quán)利要求16的噴液頭，和用于通過(guò)第一和第二液體供給通道給所說(shuō)的噴液頭供應(yīng)第一液體和第二液體的第一和第二液體容器。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的一種噴液頭架，其特征在于所說(shuō)的噴液頭與所說(shuō)的第一和第二液體容器是可分開(kāi)的。
32.一種噴液頭架，其特征在于它設(shè)置有一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求22、24和25中任一個(gè)的噴液頭和將液體供給所說(shuō)的噴液頭的一個(gè)液體容器。
33.一種噴液設(shè)備，其特征在于它通過(guò)在一個(gè)能在輔助掃描方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的架上安裝一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求16的噴液頭，從而在記錄載體上記錄。
34.一種噴液設(shè)備，其特征在于它裝配有根據(jù)權(quán)利要求22、24和25中任一個(gè)中所述的噴液頭，和用于從所說(shuō)的噴液頭供給用于噴液的起動(dòng)信號(hào)的供應(yīng)起動(dòng)信號(hào)裝置。
35.一種噴液設(shè)備，其特征在于它設(shè)置有一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求22、24和25中任一個(gè)所述的噴液頭，和用于運(yùn)送從所說(shuō)的噴液頭接收噴射的液體的記錄載體之記錄載體運(yùn)送裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種噴液方法,它采用了用于產(chǎn)生氣泡以噴液的發(fā)熱件、對(duì)應(yīng)于發(fā)熱元件的噴口、與噴口導(dǎo)通的第一液流通道、對(duì)應(yīng)于發(fā)熱件設(shè)置的第二液流通道、和一個(gè)隔板,隔離第一和第二液流通道,此隔板設(shè)置有一個(gè)自由端,可在發(fā)熱件產(chǎn)生的氣泡施加的壓力作用下被移向第一液流側(cè),從而將壓力導(dǎo)向用于從噴口噴液的噴口側(cè)。對(duì)于這種噴液方法,為了穩(wěn)定液流,提高噴射效率和噴射力,使液體分別從不同側(cè)供給第二液流通道和第一液流通道,從而減少了相對(duì)于發(fā)熱件的空泡影響,從而延長(zhǎng)其壽命。
文檔編號(hào)B41J2/05GK1172011SQ971148
公開(kāi)日1998年2月4日 申請(qǐng)日期1997年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月7日
發(fā)明者野俊雄, 石永博之, 田中宏和, 木村牧子, 岡崎猛史, 吉平文, 工藤清光, 淺川佳惠 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社