專(zhuān)利名稱(chēng)：噴液方法、噴液頭和噴液頭盒及使用該噴液頭的噴液設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可動(dòng)件的噴液頭、噴液頭盒、噴液設(shè)備和使用噴液頭的噴液方法，所述可動(dòng)件在發(fā)泡的作用下可位移，作用在液體上的熱能引起發(fā)泡。
更具體地，本發(fā)明涉及一種通過(guò)可動(dòng)件控制噴液狀態(tài)的噴液頭、噴液頭盒、噴液設(shè)備和使用該噴液頭的噴液方法，所述可動(dòng)件在由氣泡消失引起的壓力作用下可位移。
作為液流通道(具有用于噴液的噴液口，液流通道中的液體從噴液口噴射)中壓力急劇變化的方法，已經(jīng)知道一種發(fā)泡噴墨記錄方法，該方法將如熱能的能量施加給液體，從而在液體中產(chǎn)生伴隨著急劇體積變化(氣泡產(chǎn)生)的狀態(tài)變化，通過(guò)基于這種狀態(tài)變化的作用力的作用，從噴液口噴液，并使液體著附在記錄介質(zhì)上，從而完成圖像的形成。如U.S.專(zhuān)利No.4,723,129所公開(kāi)的，使用這種發(fā)泡噴墨記錄方法的記錄設(shè)備中通常設(shè)置有用于噴液的噴液口，與噴液口相連的液流通道和作為發(fā)熱裝置用于噴射液流通道中的液體的電熱轉(zhuǎn)換元件。
按照這種噴液方法，能夠高速低噪音地記錄高品質(zhì)的圖像，在執(zhí)行這種噴液方法的噴液頭中，能高密度地設(shè)置用于噴液的噴液口，這會(huì)帶來(lái)許多好處，通過(guò)結(jié)構(gòu)緊湊的設(shè)備能夠容易地獲得高清晰度的記錄圖像和彩色圖像。因此，近幾年來(lái)，這種發(fā)泡噴墨記錄方法已在許多辦公設(shè)備，如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)和傳真機(jī)中得到應(yīng)用，甚至開(kāi)始在如紡織品印刷設(shè)備的工業(yè)系統(tǒng)中應(yīng)用。
并且，在這種噴液方法中，驅(qū)動(dòng)電熱轉(zhuǎn)換元件的條件是單一的矩形脈沖，這會(huì)導(dǎo)致獲得穩(wěn)定的噴液狀態(tài)。
另一方面，作為另一種噴液方法，已經(jīng)知道一種壓電系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中向壓電元件施加電力，利用壓電元件的變形從噴液口噴液。
在這種噴液方法中，其中貯存液體的噴嘴的體積能夠向增大和減小的方向變化，因此，根據(jù)壓電元件的驅(qū)動(dòng)條件可以改變液體的噴液狀態(tài)。
近幾年來(lái)，為了提高圖像的質(zhì)量，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了分級(jí)記錄，在分級(jí)記錄中可變化地控制噴液量。然而，如果試圖在上述現(xiàn)有技術(shù)噴液方法中可變化地控制噴液量，驅(qū)動(dòng)條件和線路會(huì)變復(fù)雜，并且在壓電元件動(dòng)作后會(huì)產(chǎn)生力學(xué)的反作用，這將不利于噴液。因此，在這種噴液方法中，必須實(shí)現(xiàn)用于重復(fù)穩(wěn)定噴液狀態(tài)的控制，但這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，即控制方法變復(fù)雜。
特別地，由于在不發(fā)生噴液的操作中反作用很大，實(shí)際上不可能實(shí)現(xiàn)上述的控制。此外，就壓電元件本身而言，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、位移量小，因此，為了噴液，需要使壓電元件的面積相對(duì)于液流通道是大的，這在高密度設(shè)置零件的系統(tǒng)中，如發(fā)泡噴液系統(tǒng)中是不可能實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的意圖是實(shí)現(xiàn)前述現(xiàn)有技術(shù)噴液方法所不能提供的高密度排列，并通過(guò)非常簡(jiǎn)單的線路和驅(qū)動(dòng)方法獲得對(duì)噴液狀態(tài)的控制，本發(fā)明的主要目的如下。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)噴嘴高密度排列并能獲得穩(wěn)定的噴液狀態(tài)的噴液頭及方法。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)噴嘴高密度排列并能可變化地控制噴液量的噴液頭及方法。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)噴嘴高密度排列并使噴液量的多級(jí)協(xié)調(diào)成為可能的噴液頭及方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種噴液方法在噴液元件的作用下，液體從用于噴液的噴液口噴出，噴液元件在第一液流通道中，第一液流通道與噴液口相連并向噴液口提供液體，其特征在于，通過(guò)采用可動(dòng)件使負(fù)壓作用在第一液流通道上。
其特征還在于，設(shè)置一僅在氣泡消失時(shí)相對(duì)于第一液流通道可位移的可動(dòng)件并通過(guò)可動(dòng)件的位移產(chǎn)生負(fù)壓。
其特征還在于，在氣泡消失的作用下，可動(dòng)件向遠(yuǎn)離第一液流通道的方向位移。
其特征還在于，可動(dòng)件是一在噴液口側(cè)具有自由端的可動(dòng)閥。
其特征還在于，可動(dòng)件是構(gòu)成第一液流通道壁的一部分的可動(dòng)薄膜。
其特征還在于，可動(dòng)件在預(yù)定的時(shí)刻位移。
其特征還在于，可動(dòng)件在液體從噴液口噴出時(shí)位移。
其特征還在于，可動(dòng)件根據(jù)噴液口中液體彎液面的位移而位移。
其特征還在于，在噴液口附近設(shè)置用于檢測(cè)液體的有/無(wú)的檢測(cè)裝置，將可動(dòng)件沒(méi)有位移時(shí)的檢測(cè)結(jié)果與可動(dòng)件位移時(shí)的檢測(cè)結(jié)果相比較，從而檢測(cè)液體的狀態(tài)。
本發(fā)明還提供了一種噴液頭，其具有用于從其中噴液的噴液口；用于在液體中產(chǎn)生第一氣泡的第一發(fā)泡區(qū)；設(shè)有第一發(fā)泡區(qū)并與噴液口相連的第一液流通道；所述噴液頭通過(guò)第一氣泡的產(chǎn)生將第一液流通道中的液體從噴液口噴出，其特征在于還具有用于在液體中產(chǎn)生第二氣泡的第二發(fā)泡區(qū)；設(shè)有第二發(fā)泡區(qū)的第二液流通道；和設(shè)置在第一液流通道和第二液流通道之間的負(fù)壓動(dòng)作裝置，該裝置使用可動(dòng)件，所述可動(dòng)件僅在第二氣泡消失的作用下產(chǎn)生作用在第一液流通道中的負(fù)壓。
其特征還在于，在第二氣泡消失的作用下，負(fù)壓動(dòng)作裝置向離開(kāi)第一液流通道的方向位移。
其特征還在于，負(fù)壓動(dòng)作裝置是一在噴液口側(cè)具有自由端的可動(dòng)閥。
其特征還在于，可動(dòng)件是構(gòu)成第一液流通道壁的一部分的可動(dòng)薄膜。
其特征還在于，第二發(fā)泡區(qū)和負(fù)壓動(dòng)作裝置設(shè)置在第一發(fā)泡區(qū)的上游。
其特征還在于，第二發(fā)泡區(qū)、負(fù)壓動(dòng)作裝置和第一發(fā)泡區(qū)相對(duì)于液流方向縱向設(shè)置。
其特征還在于，用于容納液體的液體容器裝配在噴液頭上。
其特征還在于，噴液頭和液體容器是相互分離的。
其特征還在于，液體容器能夠再填充液體。
其特征還在于，利用用于提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供裝置，使液體從噴液口噴出。
其特征還在于，利用用于傳送記錄介質(zhì)的記錄介質(zhì)傳送裝置，接收從噴液頭噴出的液體。
噴液元件可以是壓電元件或類(lèi)似物，還可以是下面實(shí)施例中將要介紹的在液體中用于發(fā)泡的元件，由此而噴液。
在本發(fā)明如上述的結(jié)構(gòu)中，首先在第二發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生第二氣泡，此后，己產(chǎn)生的第二氣泡開(kāi)始消失，隨著第二氣泡的消失，負(fù)壓動(dòng)作裝置向離開(kāi)第一液流通道的方向位移。從而，負(fù)壓作用在第一液流通道上，并且噴液口中的彎液面收縮。當(dāng)噴液口中的彎液面收縮時(shí)，為了噴液而產(chǎn)生的第一氣泡和彎液面之間的距離變短。即，在第一氣泡和彎液面之間的液體量變小，并且從噴液口噴出的液體量減少。利用這個(gè)機(jī)理，通過(guò)負(fù)壓動(dòng)作裝置控制從噴液口噴出的液體量。
并且，根據(jù)彎液面的位移，負(fù)壓動(dòng)作裝置產(chǎn)生的負(fù)壓作用在第一液流通道中，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)溢出的穩(wěn)定噴射狀態(tài)。
此外，在噴液口附近設(shè)置用于檢測(cè)液體存在的檢測(cè)裝置，通過(guò)比較可動(dòng)件沒(méi)有位移時(shí)和可動(dòng)件位移后的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)液體的狀態(tài)，從而能夠精確地檢測(cè)液體的狀態(tài)。
圖1A,1B,1C顯示了本發(fā)明噴液頭的第一實(shí)施例，圖1A是立體簡(jiǎn)圖，圖1B是俯視圖，圖1C是沿圖1 B中線1C-1C截取的橫截面圖。
圖2A,2B,2C,2D和2E圖示說(shuō)明了圖1A至1C中顯示的噴液頭的操作。
圖3A,3B,3C,3D和3E顯示了圖2A至2E所示階段的時(shí)間，圖3A顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件上時(shí)的時(shí)間，圖3B顯示了發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生的氣泡體積的變化，圖3C顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件上時(shí)的時(shí)間，圖3D顯示了發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生的氣泡體積的變化，圖3E顯示了彎液面M收縮的數(shù)量變化。
圖4顯示了相對(duì)于圖3A-3E所示的發(fā)熱件的驅(qū)動(dòng)時(shí)間噴液量的變化。
圖5A,5B和5C顯示了本發(fā)明噴液頭的第二實(shí)施例，圖5A是俯視圖，圖5B是沿圖5A中線5B-5B截取的橫截面圖，圖5C是沿圖5A中線5C-5C截取的橫截面圖。
圖6A,6B,6C,6D,6E,6F,6G和6H圖示說(shuō)明了圖5A至5C中顯示的噴液頭的操作，圖6A-6D是俯視圖，圖6E-6H分別是沿圖6A-6D中線6E-6E至6F-6F截取的橫截面圖。
圖7A,7B,7C,7D和7E顯示了圖6A至6H所示階段的時(shí)間，圖7A顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件上時(shí)的時(shí)間，圖7B顯示了發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生的氣泡體積的變化，圖7C顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件上時(shí)的時(shí)間分配，圖7D顯示了發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生的氣泡體積的變化。圖7E顯示了相對(duì)于圖7A至7C所示的各個(gè)脈沖的延時(shí)液滴的噴液量的變化。
圖8A和8B顯示了圖5A-5C中所示的噴液頭的噴液量和噴液速度，驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件的時(shí)間為t0，圖8A是一坐標(biāo)圖，顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件的時(shí)間同噴液量之間的關(guān)系，圖8B是一坐標(biāo)圖，顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件2的時(shí)間、作為標(biāo)準(zhǔn)的噴液口的噴液量和彎液面收縮量之間的關(guān)系。
圖9A,9B,9C,9D和9E顯示了具有圖1A-1C所示的噴液頭的操作特征的另一實(shí)施例，圖9A顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件的時(shí)間，圖9B顯示了僅由發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生的氣泡引起的彎液面M的變化，圖9C顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件的時(shí)間，圖9D顯示了僅由發(fā)泡區(qū)產(chǎn)生的氣泡引起的彎液面M的變化，圖9E顯示了當(dāng)同時(shí)產(chǎn)生圖9B和9D的操作時(shí)彎液面的狀態(tài)。
圖10顯示了本發(fā)明噴液頭的另一實(shí)施例。
圖11顯示了本發(fā)明噴液頭的另一實(shí)施例。
圖12顯示了本發(fā)明噴液頭的另一實(shí)施例。
圖13顯示一實(shí)施例，其采用本發(fā)明的噴液頭檢測(cè)液流通道中液體的存在狀態(tài)。
圖14是本發(fā)明噴液頭結(jié)構(gòu)的典型視圖。
圖15是本發(fā)明噴液頭的立體裝配圖。
圖16A,16B,16C,16D和16E是說(shuō)明本發(fā)明噴液頭的制造方法的步驟圖。
圖17A,17B,17C和17D是說(shuō)明本發(fā)明噴液頭的制造方法的步驟圖。
圖18A,18B,18C和18D是說(shuō)明本發(fā)明噴液頭的制造方法的步驟圖。
圖19是本發(fā)明噴液頭盒的立體裝配圖。
圖20簡(jiǎn)要地顯示了本發(fā)明的噴液設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖21是設(shè)備的方框圖。
圖22顯示了噴液和記錄系統(tǒng)。
下面將參照


本發(fā)明的一些實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)圖1A至1C顯示了本發(fā)明噴液頭的第一實(shí)施例,圖1A是一立體簡(jiǎn)圖，圖1B是一俯視圖，圖1C是一沿圖1B中線1C-1C截取的橫截面圖。
如圖1A至1C所示，在本發(fā)明的噴液頭中，作為用于噴液的噴液能量產(chǎn)生元件的第一發(fā)熱件2(在本實(shí)施例中，是一形狀為40um×100um的發(fā)熱電阻件)裝在元件基體1上，使熱能作用于液體。與發(fā)熱件2相對(duì)應(yīng)，在該元件基體1上還設(shè)置有第一液流通道10。在第一液流通道10中形成有第一發(fā)泡區(qū)域15，該區(qū)域通過(guò)發(fā)熱件2加熱液流通道中的液體，并通過(guò)薄膜沸騰現(xiàn)象發(fā)泡，隨著發(fā)泡區(qū)域15中氣泡的產(chǎn)生，第一液流通道10中的部分液體從噴液口18噴出。并且，在發(fā)熱件2的上游側(cè)(供液側(cè))設(shè)置一單向型可動(dòng)閥31，在位移阻止件17的作用下，該閥31的自由端32不向第一液流通道10側(cè)動(dòng)作，并且基本上只向元件基體1動(dòng)作，液流通道被單向型可動(dòng)閥31和隔離壁30分隔成第一液流通道10和第二液流通道16。特別地，在本實(shí)施例中，單向型可動(dòng)閥31的側(cè)部與液流通道壁21重疊，從而增強(qiáng)了阻止件的效果，還抑制了壓力和液體從單向型可動(dòng)閥31側(cè)部的縫隙中通過(guò)。并且，第二發(fā)熱件19(在本實(shí)施例中，是一形狀為40um×100um的發(fā)熱電阻件)設(shè)置在位置與單向型可動(dòng)閥31相對(duì)的元件基體1上，在第二液流通道16中，在與發(fā)熱件19相對(duì)的部分形成一第二發(fā)泡區(qū)11，該區(qū)域通過(guò)發(fā)熱件19加熱液流通道中的液體，并通過(guò)薄膜沸騰現(xiàn)象發(fā)泡，使得發(fā)泡區(qū)11中氣泡消失產(chǎn)生的壓力可作用在單向型可動(dòng)閥31上。第一液流通道10和第二液流通道16被單向型可動(dòng)閥31和隔離壁30基本上相互隔開(kāi)，從而消除了每一部分的壓力干擾，但是當(dāng)使用相同的液體時(shí)，兩個(gè)液流通道可以相互部分聯(lián)通。
下面將介紹如上述構(gòu)成的噴液頭的操作。
圖2A至2E圖示說(shuō)明了圖1A至1C中顯示的噴液頭的操作。
當(dāng)沒(méi)有向發(fā)熱件2和19施加驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，發(fā)泡區(qū)15和11中的液體沒(méi)有被加熱，沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。因此，沒(méi)有液體從噴液口18噴出，單向型可動(dòng)閥31沒(méi)有移動(dòng)(圖2A)。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖施加到圖2A狀態(tài)的發(fā)熱件19時(shí)，發(fā)熱件19上的發(fā)泡區(qū)11中的液體被加熱，并產(chǎn)生氣泡。同時(shí)，氣泡產(chǎn)生的壓力作用在單向型可動(dòng)閥31上，但是單向型可動(dòng)閥31的自由端32向第一液流通道10側(cè)的移動(dòng)被位移阻止件17限制，因此它幾乎沒(méi)有移動(dòng)(圖2B)。并且，進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì)，即在發(fā)泡的作用下，液體向與第二液流通道16相通的第二公共液腔13運(yùn)動(dòng)，氣泡41的產(chǎn)生對(duì)第一液流通道10幾乎沒(méi)有影響。
此后，當(dāng)氣泡41收縮時(shí)，隨著氣泡41的收縮產(chǎn)生一指向發(fā)泡區(qū)11的拉力，但是所述拉力絕大部分作用在單向型可動(dòng)閥31向第二液流通道16側(cè)的位移上，而不是作用在液體背離第二公共液腔13側(cè)的位移上。當(dāng)單向型可動(dòng)閥31向第二液流通道16側(cè)位移時(shí)，第一液流通道10中的液體被拉入第二液流通道16側(cè)。因此，形成在噴液口18中的彎液面M被拉入第一液流通道10側(cè)并明顯收縮(圖2C)。這樣，由于單向型可動(dòng)閥31的移動(dòng)，彎液面M被拉入了。
然后，當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件2時(shí)，第一液流通道中的部分液體呈液滴20狀從噴液口18噴出(圖2D和圖2E)，同時(shí)，在圖2C顯示的狀態(tài)，彎液面M被從噴液口18拉入，因此，與彎液面M沒(méi)有被從噴液口18拉入的情況相比，發(fā)泡區(qū)15產(chǎn)生的氣泡40和彎液面M之間的距離變短了。即，從噴液口18噴出的液體的量變小了。利用這個(gè)機(jī)理，控制施加到發(fā)熱件2和19上的驅(qū)動(dòng)脈沖的時(shí)間分配，從而能夠調(diào)整從噴液口噴出的液體量。
圖3A至3E顯示了圖2A至2E所示階段的時(shí)間分配，圖3A顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件19上時(shí)的時(shí)間分配，圖3B顯示了發(fā)泡區(qū)11產(chǎn)生的氣泡41體積的變化，圖3C顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件2上時(shí)的時(shí)間分配，圖3D顯示了發(fā)泡區(qū)15產(chǎn)生的氣泡40體積的變化，圖3E顯示了彎液面M收縮的數(shù)量變化。在這些圖中，在時(shí)間t1至t5內(nèi)施加到發(fā)熱件2上的驅(qū)動(dòng)脈沖同時(shí)用實(shí)線和虛線表示。
在本實(shí)施例中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖在時(shí)間t0施加到發(fā)熱件19、發(fā)泡區(qū)11產(chǎn)生氣泡41時(shí)，氣泡41的體積在時(shí)間t1變得最大，但在該狀態(tài)下，單向型可動(dòng)閥31沒(méi)有移動(dòng)，因此，不能看到彎液面M的收縮。
此后，當(dāng)彎液面M收縮時(shí)，彎液面M隨著收縮，但是當(dāng)氣泡41在時(shí)間t2完全消失、彎液面M收縮的量變得最大后，彎液面M收縮的量遂漸減少。
如圖3A至3E所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖在時(shí)間t2施加到發(fā)熱件2時(shí)，發(fā)泡區(qū)15產(chǎn)生氣泡40(假設(shè)氣泡40在時(shí)間t3體積最大)，從而第一液流通道10的部分液體從噴液口18噴出。
在這里，在彎液面M和氣泡40之間存在的液體量根據(jù)彎液面M收縮的量變化，因此，噴液口噴液量的變化取決于彎液面M收縮的量。
圖4顯示了相對(duì)于圖3A-3E所示的發(fā)熱件2和19的驅(qū)動(dòng)時(shí)間噴液量的變化。
如圖4所示，彎液面M收縮的量越大，噴液口18的噴液量越小。利用這個(gè)機(jī)理，控制施加到發(fā)熱件2和19上的驅(qū)動(dòng)脈沖的時(shí)間，從而能夠調(diào)整從噴液口噴出的液體量。
在本實(shí)施例中，進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì)，即發(fā)熱件2和作為負(fù)壓發(fā)生部分的單向型可動(dòng)閥31的位置可互相替換，從而增強(qiáng)負(fù)壓對(duì)彎液面的作用，使噴液量的調(diào)制區(qū)域變大。
(第二實(shí)施例)圖5A至5C顯示了本發(fā)明噴液頭的第二實(shí)施例，圖5A是一俯視圖，圖5B是一沿圖5A中線5B-5B截取的橫截面圖，圖5C是一沿圖5A中線5C-5C截取的橫截面圖。
如圖5A至5C所示，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處僅在于，在第一實(shí)施例中，發(fā)熱件2和單向型可動(dòng)閥31相對(duì)于液流通道中的液流方向是縱向排列的，在本實(shí)施例中，發(fā)熱件2和單向型可動(dòng)閥31相對(duì)于液流通道中的液流方向是橫向排列的，所述液流通道具有設(shè)置在發(fā)熱件2和單向型可動(dòng)閥31之間的液流通道壁21，在靠近噴液口18處，設(shè)置有發(fā)熱件2的區(qū)域和設(shè)置有單向型可動(dòng)閥31的區(qū)域是相互聯(lián)通的。
更具體的，本實(shí)施例是這樣設(shè)計(jì)的，即單向型可動(dòng)閥31作用在發(fā)泡區(qū)15和噴液口18之間，從而通過(guò)發(fā)泡區(qū)15產(chǎn)生的氣泡控制液體在噴液口18方向的流動(dòng)的能力提高了。
進(jìn)一步說(shuō)，在本實(shí)施例中，發(fā)熱件2的尺寸為40μm×100μm，發(fā)熱件19的尺寸為80μm×100μm，因此，上述控制能力進(jìn)一步提高了。并且，每個(gè)發(fā)熱件的驅(qū)動(dòng)周期與第一實(shí)施例不同，并提供了不連續(xù)的噴液狀態(tài)。
同樣第三液流通道22產(chǎn)生的負(fù)壓增強(qiáng)了液體進(jìn)入第一液流通道的效果，在第三液流通道22靠近第二公共液腔側(cè)設(shè)有一阻流件23，從而增強(qiáng)了上述效果。
下面將說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的噴液頭的操作。
圖6A至6H圖示說(shuō)明了圖5A至5C中顯示的噴液頭的操作，圖6A-6D是俯視圖，圖6E-6H分別是沿圖6A-6D中線6E-6E至6F-6F截取的橫截面圖。
當(dāng)沒(méi)有向發(fā)熱件2和19施加驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，發(fā)泡區(qū)15和11中的液體沒(méi)有被加熱，沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。因此，沒(méi)有液體從噴液口18噴出，單向型可動(dòng)閥31沒(méi)有移動(dòng)(圖6A)。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖施加到圖6A狀態(tài)的發(fā)熱件19時(shí)，發(fā)熱件19上的發(fā)泡區(qū)11中的液體被加熱，并產(chǎn)生氣泡41。同時(shí)，氣泡41產(chǎn)生的壓力作用在單向型可動(dòng)閥31上，但是由于單向型可動(dòng)閥31向發(fā)泡區(qū)11相對(duì)側(cè)的移動(dòng)被位移阻止件17限制，因此它幾乎沒(méi)有移動(dòng)(圖6B)。并且，進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì)，即在發(fā)泡的作用下，液體向與第二液流通道16相通的第二公共液腔13運(yùn)動(dòng)，氣泡41的產(chǎn)生對(duì)第一液流通道10幾乎沒(méi)有影響。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖施加到圖6B狀態(tài)的發(fā)熱件2時(shí)，發(fā)熱件2上的發(fā)泡區(qū)15中的液體被加熱，并產(chǎn)生氣泡40，在氣泡40產(chǎn)生的壓力的作用下，第一液流通道10中的部分液體呈液滴20狀開(kāi)始從噴液口18噴出(圖6C)。
此后，當(dāng)氣泡41收縮、氣泡40遂漸長(zhǎng)大時(shí)，隨著氣泡41的收縮產(chǎn)生一指向發(fā)泡區(qū)11的拉力，但是所述拉力絕大部分作用在單向型可動(dòng)閥31向發(fā)泡區(qū)11側(cè)的位移上，而不是作用在液體背離第二公共液腔13側(cè)的位移上。當(dāng)單向型可動(dòng)閥31向發(fā)泡區(qū)11側(cè)位移時(shí)，第一液流通道10中的液體被拉入第二液流通道16側(cè)。因此，形成在噴液口18中的彎液面M被拉入液流通道并明顯收縮。同時(shí)，氣泡40遂漸長(zhǎng)大，1\第一液流通道10中的部分液體呈液滴20狀從噴液口18噴出。
這樣，假設(shè)在氣泡40收縮的作用下，開(kāi)始呈飛行狀態(tài)的液滴20以上述狀態(tài)從噴液口18噴出，從而可減少?lài)娨毫浚旱?0的噴液速度變?yōu)闅馀?0的長(zhǎng)大過(guò)程中的速度。相應(yīng)地，利用這機(jī)理，噴液速度設(shè)定為常數(shù)，而噴液量能夠變化。
圖7A至7E顯示了圖6A至6H所示階段的時(shí)間，圖7A顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件19上時(shí)的時(shí)間，圖7B顯示了發(fā)泡區(qū)11產(chǎn)生的氣泡41體積的變化，圖7C顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件2上時(shí)的時(shí)間，圖7D顯示了發(fā)泡區(qū)15產(chǎn)生的氣泡40體積的變化。圖8A和8B顯示了圖5A-5C中所示的噴液頭的噴液量和噴液速度，驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件19的時(shí)間為t0，圖8A是一坐標(biāo)圖，顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件2的時(shí)間同噴液量之間的關(guān)系，圖8B是一坐標(biāo)圖，顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件2的時(shí)間、噴液量和以噴液口為標(biāo)準(zhǔn)的液體的彎液面量之間的關(guān)系。
如圖7A-7E和8A、8B所示，通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件19的時(shí)間和驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件2的時(shí)間，能夠改變噴液量而不改變從噴液口18噴出的液體的噴液速度。
這樣，通過(guò)改變矩形脈沖的延時(shí)，噴液量的調(diào)制的高控制性成為可能，因此，利用這種噴液方法，通過(guò)調(diào)制點(diǎn)的區(qū)域，可以形成和諧的圖像。
(第三實(shí)施例)在本實(shí)施例中，同上所述，通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件的時(shí)間，能夠降低噴液后彎液面產(chǎn)生的振動(dòng)。
圖9A-9E顯示了具有圖1A-1C所示的噴液頭的操作特征的另一實(shí)施例。圖9A顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件2的周期，圖9B顯示了僅由發(fā)泡區(qū)15產(chǎn)生的氣泡40引起的彎液面M的變化，圖9C顯示了驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件19的周期，圖9D顯示了僅由發(fā)泡區(qū)11產(chǎn)生的氣泡41引起的彎液面M的變化，圖9E顯示了當(dāng)同時(shí)產(chǎn)生圖9B和9D的操作時(shí)彎液面的狀態(tài)。
通常，如圖9B所示，在氣泡40產(chǎn)生的噴液之前，在與液滴浮動(dòng)同時(shí)的氣泡收縮的作用下，彎液面M在時(shí)間t1開(kāi)始收縮，收縮量在時(shí)間t2變得最大，此后，在第一液流通道10和噴液口18的毛細(xì)管力的作用下，彎液面開(kāi)始返回噴液口18。
在時(shí)間t3，彎液面M到達(dá)噴液口18，此后，在液流通道的液流的慣性力的作用下，彎液面M向外超出噴液口18，此后(時(shí)間t4)，在時(shí)間t5，彎液面M落回噴液口18。
這種超出對(duì)下一次噴液的穩(wěn)定性有不良的作用。
因此，單向型可動(dòng)閥31動(dòng)作，以與彎液面M的溢出同步，從而如圖9C所示，在時(shí)間tm脈沖施加到發(fā)熱件19，其在彎液面M上的行為如圖9D所示。
通過(guò)組合圖9B和9C的彎液面M的動(dòng)作，能夠看到如圖9E所示的無(wú)彎液面溢出的穩(wěn)定噴液狀態(tài)。
(另一實(shí)施例)圖10-12顯示了本發(fā)明噴液頭的另一實(shí)施例。
在圖10所示的實(shí)施例中，單向型可動(dòng)隔離膜35代替了單向型可動(dòng)閥，第一液流通道和第二液流通道能完全相互隔離，因此，可以獲得高的單向?qū)ㄐЧ?br> 在圖11所示的實(shí)施例中，單向型可動(dòng)隔離膜35設(shè)置在第一液流通道的一側(cè)，可動(dòng)隔離膜直接作用在氣泡40上的區(qū)域變大，因此，控制彎液面的靈敏度變高。
在圖12所示的實(shí)施例是這樣的，即將第一實(shí)施例應(yīng)用到噴液口與發(fā)熱件2相對(duì)設(shè)置的噴液頭結(jié)構(gòu)中，并且噴液口的配置是能雙向應(yīng)用的。
在前述實(shí)施例中，已經(jīng)說(shuō)明了噴液頭中的噴液控制，但是，本發(fā)明的噴液頭還能檢測(cè)液流通道中液體的存在/缺乏或液體的狀態(tài)。
圖13顯示一實(shí)施例，其采用本發(fā)明的噴液頭檢測(cè)液流通道中液體的存在/缺乏或液體的狀態(tài)。
如圖13所示，在本實(shí)施例中，在靠近噴液口18處，相對(duì)設(shè)置有傳感器20a和20b，它們作為檢測(cè)裝置用于檢測(cè)液體的存在/缺乏。
作為檢測(cè)液體存在/缺乏的方法，設(shè)想一種絕對(duì)檢測(cè)方法，即預(yù)先設(shè)定某一參考值，將檢測(cè)值與參考值比較，從而檢測(cè)液體的存在，還設(shè)想了一種相對(duì)檢測(cè)方法，即比較兩個(gè)在相互不同的條件下檢測(cè)值，從而檢測(cè)液體的存在。
然而，前面的絕對(duì)檢測(cè)方法帶來(lái)如下問(wèn)題，檢測(cè)值將要比較的參考值必須是預(yù)設(shè)的，由于一些其它原因，參考值發(fā)生變化。
所以，如果本發(fā)明用于液體檢測(cè)，可以用后面的相對(duì)檢測(cè)方法檢測(cè)液體的存在。
首先，在驅(qū)動(dòng)脈沖沒(méi)有施加到發(fā)熱件19的狀態(tài)，由傳感器20a和20b檢測(cè)液體的存在。
然后，驅(qū)動(dòng)脈沖施加到發(fā)熱件19，從而在發(fā)泡區(qū)11產(chǎn)生氣泡41，此后，在發(fā)泡41消失的狀態(tài)，由傳感器20a和20b檢測(cè)液體的存在。
通過(guò)比較上述的兩個(gè)檢測(cè)結(jié)果，能夠檢測(cè)液體存在/缺乏的狀態(tài)。當(dāng)兩個(gè)檢測(cè)結(jié)果不同時(shí)，認(rèn)為靠近噴液口的液體在單向可動(dòng)閥31位移的作用下已經(jīng)移走，并斷定液體在液流通道中正常存在。
另一方面，當(dāng)液流通道中沒(méi)有液體或者液體緊閉在液流通道的內(nèi)部時(shí)，所述兩個(gè)狀態(tài)的檢測(cè)值是相等的。
這樣，當(dāng)所述兩個(gè)狀態(tài)的檢測(cè)值相等時(shí)，能夠斷定液流通道中沒(méi)有液體或者液體緊閉在液流通道的內(nèi)部，當(dāng)檢測(cè)值不同時(shí)，能夠斷定液體在液流通道中正常存在。
(雙液流通道構(gòu)造的噴液頭結(jié)構(gòu))下面將說(shuō)明噴液頭結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，所述噴液頭能良好地隔離不同的液體并將其引入第一和第二公共液腔，并能夠減少零件的個(gè)數(shù)和降低成本。
圖14是本發(fā)明噴液頭結(jié)構(gòu)的典型視圖，在圖14中，與前述實(shí)施例相同的組件用相同的參考數(shù)字表示，無(wú)須詳述。
在本實(shí)施例中，開(kāi)槽件150通常包括具有噴液口118的孔板151，構(gòu)成多個(gè)第一液流通道114的多個(gè)槽和構(gòu)成第一公共液腔115的凹槽，所述液腔與多個(gè)液流通道114相通，用于向每個(gè)第一液流通道103提供液體。
隔離壁130連接到開(kāi)槽件150的較低部分，從而形成多個(gè)第一液流通道114。這種開(kāi)槽件150具有第一供液通道120，該通道將液體從它的較高部分引導(dǎo)進(jìn)第一公共液腔115。同樣，開(kāi)槽件150還具有第二供液通道121，該通道將液體從它的較高部分引導(dǎo)進(jìn)第二公共液腔117。
第一液體(在圖14中用箭頭C表示)經(jīng)過(guò)第一供液通道120供應(yīng)到第一公共液腔115，然后到達(dá)第一液流通道114，第二液體(在圖14中用箭頭D表示)經(jīng)過(guò)第二供液通道121供應(yīng)到第二公共液腔117，然后到達(dá)第二液流通道116。
在本實(shí)施例中，第二供液通道121與第一供液通道120平行設(shè)置，然而，這里沒(méi)有任何限制，第二供液通道121可以任何方式設(shè)置，只要它穿過(guò)設(shè)置在第一公共液腔115外的隔離壁130與第第二公共液腔117相通即可。
并且，第二供液通道121的厚度(直徑)由要被提供的第二液體的量決定。第二供液通道121的形狀不一定是圓的，可以是矩形或類(lèi)似形狀。
并且，第二公共液腔117可以通過(guò)用隔離板130分隔開(kāi)槽件150形成。如圖15顯示的本發(fā)明的分解立體圖所示，作為形成第二公共液腔的方法，在元件基板上可利用干膜技術(shù)形成公共液腔框架和第二液流通道壁，隔離板固定在開(kāi)槽件上，一包括開(kāi)槽件的配合件和隔離板130及元件基板101連接在一起，從而形成第二公共液腔117和第二液流通道116。
在本實(shí)施例中，支撐件170由例如鋁的金屬制成，在支撐件170上設(shè)置有元件基板101，在元件基板上設(shè)置有多個(gè)作為發(fā)熱件的電熱轉(zhuǎn)換元件，如前所述，發(fā)熱件產(chǎn)生用于發(fā)泡液的熱量，通過(guò)薄膜沸騰產(chǎn)生氣泡。
在元件基板101上，設(shè)置有構(gòu)成液流通道的多個(gè)槽，構(gòu)成第二公共液腔(公共發(fā)泡液腔)117的凹槽和裝有前述可動(dòng)壁131的隔離壁130。其中，液流通道由第二液流通道壁形成，第二公共液腔與多個(gè)第二液流通道相通，用于向各個(gè)第二液流通道提供第二液體。
參考數(shù)字150表示開(kāi)槽件。開(kāi)槽件150具有與隔離壁130相連從而構(gòu)成第一液流通道114的槽，構(gòu)成第一公共液腔(公共噴液腔)115的凹槽，向第一公共液腔提供第一液體的第一供液通道120，和向第二公共液腔提供第二液體的第二供液通道121。其中，第一公共液腔與第一液流通道相通，用于向第一液流通道提供第一液體。第二供液通道121穿過(guò)設(shè)置在第一公共液腔115外側(cè)的隔離壁130與第二公共液腔117相通。
元件基板101、隔離壁130和開(kāi)槽頂板150之間的位置關(guān)系是這樣的，可動(dòng)件131對(duì)應(yīng)于元件基板101的發(fā)熱件設(shè)置，噴液通道114對(duì)應(yīng)于可動(dòng)件131設(shè)置。此外，在本實(shí)施例中，還顯示了第二供應(yīng)通道設(shè)置在開(kāi)槽件中的例子，但可設(shè)置的第二供液通道的數(shù)量要與供應(yīng)量相一致。
通過(guò)優(yōu)化液流通道的橫截面，可以使構(gòu)成開(kāi)槽件150的零件或類(lèi)似件的結(jié)構(gòu)更加緊湊。
如上所述，按照本實(shí)施例，向第二液流通道提供第二液體的第二供液通道和向第一液流通道提供第一液體的第一供液通道包括與開(kāi)槽件相同的開(kāi)槽頂板，從而可以減少零件的數(shù)量、縮短操作階段并使成本降低成為可能。
并且，第二液體向與第二液流通道相通的第二公共液腔的供應(yīng)被設(shè)計(jì)得可通過(guò)穿過(guò)隔離板的第二供液通道實(shí)現(xiàn)，隔離板用于相互隔離第一液體和第二液體，因此，只需要將隔離板、開(kāi)槽件和形成基板的發(fā)熱件連接在一起的一個(gè)工序，制作容易并提高了連接精度，并能夠良好地實(shí)現(xiàn)噴液。
(第一液體和第二液體)當(dāng)可動(dòng)型隔離薄膜噴液頭用在雙液流通道構(gòu)造中并且第一液體和第二液體是分離的液體時(shí)，具有前述性質(zhì)的液體可用作第二液體，所述的這種液體可具體地由下列物質(zhì)制成，即甲醇，乙醇，n-丙醇，異丙醇，n-己烷，n-庚烷，n-辛烷，甲苯，二甲苯，二氯化甲撐，三氯乙烯，氟氯烷T(mén)F，氟氯烷BF，乙醚，二氧雜環(huán)己烷，環(huán)己烷，甲基乙酸酯，乙基乙酸酯，丙酮，甲基乙基甲酮，或類(lèi)似物及它們的混合物。
(噴液頭的制造)
現(xiàn)在將說(shuō)明制造本發(fā)明噴液頭的步驟如圖14所示噴液頭的情況，通過(guò)圖樣干膜或類(lèi)似技術(shù)在元件基板101上形成用于提供可動(dòng)件131的基座134，可動(dòng)件131粘結(jié)到或通過(guò)焊接固定到該基座134上。此后，一具有多個(gè)槽、噴液口118和凹槽的開(kāi)槽件通過(guò)被連接到元件基板101上(槽和可動(dòng)件相互對(duì)應(yīng))而形成。所述多個(gè)槽構(gòu)成液流通道110，所述凹槽構(gòu)成公共液腔113。
現(xiàn)在將說(shuō)明圖15所示的雙通道結(jié)構(gòu)噴液頭的制作步驟。
一般說(shuō)來(lái)，在元件基體101上形成第二液流通道116壁，隔離壁130安裝在所述壁上，設(shè)置有構(gòu)成第一液流通道114的槽或類(lèi)似結(jié)構(gòu)的開(kāi)槽件150安裝在隔離壁上?；蛘?，在第二液流通道116壁形成后，將其上安裝有隔離壁130的開(kāi)槽件150連接到所述壁上，從而完成噴液頭的制造。
下面進(jìn)一步詳述第二液流通道的制造方法。
圖16A-16E是說(shuō)明本發(fā)明噴液頭的制造方法的第一實(shí)施例的橫截面簡(jiǎn)圖。
在本實(shí)施例中，如圖16A所示，使用與半導(dǎo)體制作工藝相似的制造設(shè)備在元件基體101(硅片)上形成具有發(fā)熱件102的電熱轉(zhuǎn)換元件，所述發(fā)熱件由硼化鉿、氮化鉭或類(lèi)似物制成，此后，清洗元件基體101的表面以提高下一步驟中與光敏樹(shù)脂的緊密接觸性能。另外，為了提高緊密接觸性能，用紫外線臭氧或類(lèi)似物作用在元件基板的表面實(shí)現(xiàn)表面的改善，此后，例如用液體旋涂上述己改善的表面，所述液體由用乙醇稀釋到1％wt的硅烷聯(lián)結(jié)劑(Nippon Unika生產(chǎn)A189)組成。
清洗完表面后，如圖16B所示，將紫外線光敏樹(shù)脂薄膜(TokyoOhka生產(chǎn)干膜Ordil SY-318)DF疊放在己提高緊密接觸性能的基板101上。
接下來(lái)，如圖16C所示，光掩膜PM放在干膜DF上，紫外線穿過(guò)光掩膜PM施加到作為第二液流通道壁而留下的干膜DF部分。曝光步驟用佳能公司生產(chǎn)的MPA-600完成，曝光量為約600mJ/cm2。
接下來(lái)，如圖16D所示，用沖洗液(Tokyo Ohka生產(chǎn)BMRC-3)沖洗干膜DF，從而溶解未曝光的部分，沖洗液包括二甲苯和丁基光電元件溶劑乙酸酯的混合物，己曝光并硬化的部分作為第二液流通道116壁部分形成。進(jìn)一步，留在元件基體101表面的殘留物用氧氣等離子拋光設(shè)備(Alkantech公司生產(chǎn)MAS-800)處理約90秒并除去，然后用100mJ/cm2的紫外線在150℃照射兩小時(shí)，從而完全硬化已曝光部分。
采用上述方法，第二液流通道能夠在多個(gè)發(fā)熱板(元件基體)中一致地、精確地形成，多個(gè)發(fā)熱板是分開(kāi)的并由硅基體制成。硅基體用切割機(jī)(Tokyo Sdimitsu生產(chǎn)AWD-4000)分割成發(fā)熱板101，切割機(jī)上安裝有0.05mm厚的金剛石片。己分割的發(fā)熱板101用粘結(jié)劑(Toray生產(chǎn)SE4400)固定到鋁底板170上(圖19)。然后，預(yù)先連接到鋁底板170上的打印線路底板171和發(fā)熱板101用0.05mm直徑的鋁線(未顯示)連接到一起。
接下來(lái)，如圖16E所示，己連接的開(kāi)槽件150和隔離壁130被定位連接到由上述方法提供的發(fā)熱板101上。即，具有隔離壁130的開(kāi)槽件和發(fā)熱板101被定位并相互結(jié)合，并通過(guò)保持彈簧178固定，此后，用于供墨和發(fā)泡液的供應(yīng)件180被連接固定到鋁底板170，鋁線之間的縫隙和在開(kāi)槽件150和發(fā)熱板101和供墨和發(fā)泡液的供應(yīng)件180中的縫隙用硅酮密封劑(Toshiba Silicone生產(chǎn)TSE399)密封，從而完成第二液流通道。
通過(guò)用上述制造方法形成第二液流通道，能夠獲得相對(duì)于每個(gè)發(fā)熱板的發(fā)熱件沒(méi)有任何偏移的高精度的液流通道。具體地，通過(guò)將開(kāi)槽件150和隔離板130預(yù)先連接到一起，能夠提高第一液流通道114和可動(dòng)件131的位置精度。
通過(guò)采用高精度制造技術(shù)，可以提高噴液的穩(wěn)定性和印刷的質(zhì)量。并且，可以在硅片上集成制作第二液流通道，因此，可以低成本的大批量生產(chǎn)。
在本實(shí)施例中，使用紫外線硬化型干膜制作第二液流通道，但是也可以使用在紫外線區(qū)，特別是在248nm附近具有吸收波段的樹(shù)脂，將樹(shù)脂制成薄層，然后使其硬化，并用激光直接除去提供第二液流通道部分的樹(shù)脂，從而獲得第二液流通道。
圖17A-17D是說(shuō)明本發(fā)明噴液頭的制造方法的第二實(shí)施例的橫截面簡(jiǎn)圖。
在本實(shí)施例中，如圖17A所示，15μm厚的保護(hù)層201在SUS基體200上被制成第二液流通道的形狀。
然后，在基體200上進(jìn)行電鍍，從而電鍍鎳層在基體200上的最終厚度也為15μm。使用的電鍍液由磺酸鎳、緩沖劑(World Metal Co生產(chǎn)Zero All)、硼酸、防銹劑(World Metal Co生產(chǎn)NP-APS)和氯化鎳制成。在電沉積過(guò)程中施加電場(chǎng)的方式為，電極安裝在陽(yáng)極側(cè)，己形成圖案的SUS基體200安裝在陰極側(cè)，電鍍液的溫度為500℃，電流密度為5A/cm2。
接下來(lái)，如圖17C所示，給己如上述電鍍完的基體200施加超聲波振動(dòng)，并將鎳層202部分從SUS基體200剝離，從而構(gòu)成所希望的第二液流通道。
另一方面，利用與半導(dǎo)體工藝相似的制作設(shè)備在硅片上形成發(fā)熱板，一個(gè)發(fā)熱板上設(shè)置有一個(gè)電熱轉(zhuǎn)換元件。用前述實(shí)施例中的切割機(jī)將硅片分割成發(fā)熱板。將這些發(fā)熱板安裝到預(yù)先裝有印刷基體204的鋁底板170上，并將印刷基體171和鋁線(未示出)連接到一起，從而形成電子線路。如圖17D所示，前述步驟提供的第二液流通道被定位并固定到這種狀態(tài)的發(fā)熱板101上。在這種固定的情況下，在后面的步驟，使用保持彈簧使第二液流通道與具有與第一實(shí)施例相似隔離壁的頂板連接到一起并緊密接觸，因此，在連接頂板的過(guò)程中，第二液流通道只要固定到?jīng)]有位置偏移發(fā)生的程度就可以了。
在本實(shí)施例中，紫外線硬化型粘結(jié)劑(Grace Japan生產(chǎn)AmiconUV-300)用于所述定位和固定，通過(guò)使用紫外線供應(yīng)裝置，以100mJ/cm2的曝光量，在3秒內(nèi)完成固定。
按照本實(shí)施例的制造方法，能夠提供高精度的相對(duì)于發(fā)熱件沒(méi)有任何位置偏移的第二液流通道，另外，由于液流通道壁由鎳制成，因此，可以提供一高可靠性的強(qiáng)抗堿液的噴液頭。
圖18A-18D是說(shuō)明本發(fā)明噴液頭的制造方法的第三實(shí)施例的橫截面簡(jiǎn)圖。
在本實(shí)施例中，如圖18A所示，保護(hù)層131施加到SUS基體200的兩個(gè)表面，SUS基體200為15μm厚，具有校直孔或標(biāo)記200a。使用的保護(hù)層是由Tokyo Ohka生產(chǎn)的PMERP-AR900。
此后，如圖18B所示，使用曝光設(shè)備(佳能公司生產(chǎn)的MPA-600)，根據(jù)元件基體200的校直孔200a曝光SUS基體，由此除去在第二液流通道部分的保護(hù)層203，形成第二液流通道。曝光以800mJ/cm2完成。
接下來(lái)，如圖18C所示，SUS基體200被浸沒(méi)在蝕刻液中(氯化鐵或氯化銅的水溶液)，基體200的兩個(gè)表面都有制成圖樣的保護(hù)層，曝光的保護(hù)層203部分被腐蝕，此后，剝離保護(hù)層。
接下來(lái)，如圖18D所示，如前述實(shí)施例的制造方法，蝕刻的SYS基體200被定位并固定在發(fā)熱板101上，并裝配具有第二液流通道104的噴液頭。
按照本實(shí)施例的制造方法，能夠提供高精度的相對(duì)于發(fā)熱件沒(méi)有任何位置偏移的第二液流通道，另外，由于液流通道壁由SUS制成，因此，能夠提供一高可靠性的強(qiáng)抗堿液的噴液頭。
如上所述，按照本實(shí)施例的制造方法，第二液流通道壁預(yù)先設(shè)置在元件基體上，從而可以高精度的定位電熱轉(zhuǎn)換元件和第二液流通道。并且，第二液流通道能夠在分割之前根據(jù)基體上元件基體的數(shù)量形成，因此，可以提供大量低成本的噴液頭。
同樣，在按照本實(shí)施例的制造方法提供的噴液頭中，發(fā)熱件和第二液流通道是高精度定位的，因此，噴液頭能有效地接收發(fā)泡的壓力(發(fā)泡由電熱轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的熱能產(chǎn)生)，噴液效果變得更好。
(噴液頭盒)現(xiàn)在將簡(jiǎn)要地描述其上載有上述實(shí)施例的噴液頭的噴液頭盒。
參見(jiàn)圖19，這是包括上述噴液頭的噴液頭盒的典型的裝配立體圖，噴液頭盒通常包括噴液頭部分300和液體容器180。
噴液頭部分300包括元件基體，隔離壁130，開(kāi)槽件150，保持彈簧178，供液件190，支撐件170等。如前所述的多個(gè)用于向發(fā)泡液提供熱能的發(fā)熱電阻件成行地設(shè)置在元件基體101上，多個(gè)用于選擇驅(qū)動(dòng)這些發(fā)熱電阻件的功能元件也設(shè)置在其上。在元件基體101和具有可動(dòng)壁的隔離壁130之間形成發(fā)泡液通道，發(fā)泡液從中流動(dòng)。通過(guò)連接隔離壁130和開(kāi)槽頂板150形成噴射液流動(dòng)通道(未示出)，噴射液從中流過(guò)。
保持元件178用于使指向元件基體101的偏向力作用在開(kāi)槽件150上，在這個(gè)偏向力的作用下，元件基體101、隔離壁130、開(kāi)槽件150和后面將描述的支撐件170被制成一個(gè)單元。
支撐件170用于支撐元件基體101等，在支撐件170上還設(shè)置有線路基體171和接觸墊片172，線路基體171與元件基體101相連，用于提供電信號(hào)，接觸墊片172與設(shè)備側(cè)壁相連，用于同設(shè)備側(cè)壁交換電信號(hào)。
液體容器分別裝有供給噴液頭的噴射液，例如墨和用于在容器中發(fā)泡的發(fā)泡液，在液體容器的外面裝有用于設(shè)置連接件的定位部分194和用于固定連接件的固定軸195，所述連接件用于實(shí)現(xiàn)噴液頭和液體容器的連接。通過(guò)連接件的供應(yīng)通道184，噴射液從液體容器的噴射液供應(yīng)通道192供應(yīng)到供液件180的噴射液供應(yīng)通道181，并通過(guò)噴射液供應(yīng)通道183供應(yīng)到第一供液腔。同樣的，通過(guò)連接件的供應(yīng)通道，發(fā)泡液從液體容器的供應(yīng)通道193供應(yīng)到供液件180的發(fā)泡液供應(yīng)通道182，并通過(guò)相應(yīng)元件的發(fā)泡液供應(yīng)通道184、171和122供應(yīng)到第二液腔。
在上述噴液頭盒中，就供應(yīng)狀態(tài)而言，己經(jīng)描述了當(dāng)發(fā)泡液和噴射液是不同的液體時(shí)的情況，并且能在液體容器中實(shí)現(xiàn)供液，但當(dāng)發(fā)泡液和噴射液是相同的液體時(shí)，用于發(fā)泡液和噴射液的供應(yīng)線路和容器無(wú)需分開(kāi)。
當(dāng)每種液體消耗后，液體容器可以再填充液體并使用。為了這個(gè)目的，液體容器可設(shè)有進(jìn)液口。并且，噴液頭和液體容器可一體形成或分開(kāi)形成。
(噴液設(shè)備)圖20簡(jiǎn)要地顯示了其上載有上述噴液頭的噴液設(shè)備的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，將介紹用墨作為噴射液體的噴墨記錄設(shè)備。噴液設(shè)備的滑架上載有噴液頭盒，裝墨的液盒部分190和噴液頭部分300可動(dòng)地安裝在噴液頭盒上，并在記錄介質(zhì)250的寬度方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如記錄紙的記錄介質(zhì)由記錄介質(zhì)傳送裝置傳送。
當(dāng)從驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供裝置向滑架上的噴液裝置提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)信號(hào)，記錄液體從噴液頭噴射到記錄介質(zhì)。
另外，本實(shí)施例的噴液設(shè)備具有作為驅(qū)動(dòng)源用于驅(qū)動(dòng)記錄介質(zhì)傳送裝置和滑架的電機(jī)211，用于從驅(qū)動(dòng)源向滑架傳遞動(dòng)力的齒輪212和213，滑架軸215等。利用這種記錄設(shè)備和該設(shè)備執(zhí)行的噴液方法，液體噴射到各種記錄介質(zhì)上，從而獲得良好的記錄圖像。
圖21是使用本發(fā)明的噴液方法和噴液頭用于操作噴墨記錄的整體設(shè)備的方框圖。
記錄設(shè)備從主計(jì)算機(jī)400接收如控制信號(hào)的打印信息。打印信息暫時(shí)儲(chǔ)存在打印設(shè)備中的輸入接口401中，同時(shí)，該信息被轉(zhuǎn)換成在記錄設(shè)備中可處理的數(shù)據(jù)，并輸入到也用作噴液頭驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供裝置的CPU402中。根據(jù)存在RAM403中的控制程序，CPU402利用如RAM404的外部設(shè)備處理輸入到CPU402的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成要被打印的數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))。
并且，CPU402生成驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，用于根據(jù)圖像數(shù)據(jù)同步地移動(dòng)記錄紙和記錄頭，以在記錄紙的適當(dāng)位置記錄圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)頭驅(qū)動(dòng)器407和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器405被傳遞到頭300，從而在控制的時(shí)間形成圖像。
可用于上述的記錄設(shè)備并且如墨的液體可施加到其上的記錄介質(zhì)包括各種紙，OHP紙，在密度盤(pán)裝飾板或類(lèi)似物中使用的塑料，纖維，金屬材料如鋁和銅，皮毛材料如牛皮，豬皮和人造革，木制品如木材和膠合板，竹材，陶瓷材料如瓷磚，三維結(jié)構(gòu)如泡沫，等等。
此外，上述記錄設(shè)備包括用于在各種紙張、OHP紙等上完成記錄的打印設(shè)備，用于在如密度盤(pán)的塑料上完成記錄的塑料記錄設(shè)備，用于在金屬板上完成記錄的金屬記錄設(shè)備，用于在皮毛上完成記錄的皮毛記錄設(shè)備，用于在木材上完成記錄的木材記錄設(shè)備，用于在陶瓷材料上完成記錄的陶瓷記錄設(shè)備，用于在如泡沫的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上完成記錄的記錄介質(zhì)，用于在織物上完成記錄的紡織印刷設(shè)備，等等。
另外，在這些噴液設(shè)備中使用的噴射液由與相應(yīng)的記錄介質(zhì)和記錄條件相匹配的液體制成。
(記錄系統(tǒng))現(xiàn)在將介紹使用本發(fā)明的噴液頭作為記錄頭在記錄介質(zhì)上完成記錄的噴墨記錄系統(tǒng)的例子。
圖22是說(shuō)明使用本發(fā)明上述噴液頭301的噴墨記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概圖。本實(shí)施例中的噴液頭是一種整行型噴液頭，其中，在與記錄介質(zhì)250的可記錄寬度相應(yīng)的整個(gè)長(zhǎng)度上按360dpi的間隔設(shè)置多個(gè)噴液口，噴液頭具有與四色，如黃(Y)，品紅(M)，青(C)和黑(BK)相應(yīng)的四個(gè)頭，四個(gè)頭在X方向以預(yù)定的間隔相互平行的由支架302固定和支撐。
從構(gòu)成驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供裝置的頭驅(qū)動(dòng)器407向這些噴液頭提供信號(hào)，根據(jù)這個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)每個(gè)噴液頭。
從墨盒304a-304d向相應(yīng)地噴液頭提供四色Y、M、C和BK墨。參考數(shù)字304e表示其中裝有發(fā)泡液的發(fā)泡液容器，從這個(gè)容器可以向每個(gè)噴液頭提供發(fā)泡液。
噴液頭蓋303a-303d裝在相應(yīng)的噴液頭的下面，噴液頭蓋中具有如海綿的吸收件，在記錄過(guò)程中噴液頭的噴液口是蓋上的，從而能完成噴液頭的保養(yǎng)。
參考數(shù)字306表示構(gòu)成傳送裝置的傳送帶，所述裝置用于傳送在前實(shí)施例所述的各種記錄介質(zhì)。傳送帶沿預(yù)定的線路由各種輥引導(dǎo)，并由與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相連的驅(qū)動(dòng)輥驅(qū)動(dòng)。
在本發(fā)明的噴墨記錄系統(tǒng)中，在記錄介質(zhì)傳送線路的上游和下游分別設(shè)置預(yù)處理設(shè)備351和后處理設(shè)備352，用于在記錄前和記錄完成后在記錄介質(zhì)上進(jìn)行各種處理。
根據(jù)在其上實(shí)現(xiàn)記錄的記錄介質(zhì)和用于記錄介質(zhì)(例如金屬、塑料和陶瓷)的墨的種類(lèi)，預(yù)處理和后處理在本質(zhì)上是不同的，作為預(yù)處理，應(yīng)用紫外線和臭氧激活記錄介質(zhì)的表面，從而能夠提高墨的著附性能。此外，當(dāng)記錄介質(zhì)(如塑料)易于產(chǎn)生靜電時(shí)，由于靜電的作用，塵埃易于著附在其表面上，這種塵埃會(huì)妨礙良好的記錄。因此，作為預(yù)處理，通過(guò)使用電離設(shè)備能夠去除記錄介質(zhì)的靜電。同樣，當(dāng)織物用作記錄介質(zhì)時(shí)，從諸如防止網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大、改進(jìn)耗墨量的角度，作為預(yù)處理，可進(jìn)行這樣的處理，即將一種物質(zhì)施加到織物上，所述物質(zhì)選自堿性物質(zhì)、水溶性物質(zhì)、合成高分子物質(zhì)、水溶性從屬鹽、尿素和硫脲。預(yù)處理不限于此，只要該處理使記錄介質(zhì)的溫度適于記錄。
另一方面，后處理是通過(guò)熱處理或?qū)⒆贤饩€施加到有墨的記錄介質(zhì)上促進(jìn)著墨的固色處理，或者是清洗去除在預(yù)處理過(guò)程中加入的未反應(yīng)的處理劑的過(guò)程。
在本實(shí)施例中，所述的噴液頭是滿行噴液頭，然而不限于此，只要噴液頭是結(jié)構(gòu)緊湊、在記錄介質(zhì)的寬度方向運(yùn)輸從而實(shí)現(xiàn)記錄的形式。
如上所述，在本發(fā)明中設(shè)置有負(fù)壓動(dòng)作裝置，隨著第二發(fā)泡區(qū)中產(chǎn)生的第二氣泡的消失，該裝置使負(fù)壓作用在第一液流通道中，因此，當(dāng)?shù)诙l(fā)泡區(qū)產(chǎn)生第二氣泡并隨后產(chǎn)生的第二氣泡開(kāi)始消失時(shí)，負(fù)壓作用在第一液流通道中，從而噴液口中的彎液面收縮。由于彎液面的收縮，在第一氣泡和彎液面之間的液體量變小，從噴液口噴出的液體量減少。利用這個(gè)機(jī)理，通過(guò)負(fù)壓動(dòng)作裝置能夠控制從噴液口噴出的液體量。
權(quán)利要求
1．一種噴液方法，在噴液元件的作用下，液體從用于噴液的噴液口噴出，所述噴液元件在第一液流通道中，所述第一液流通道與所述噴液口相連，用于向所述噴液口提供所述液體，其特征在于，采用可動(dòng)件，以產(chǎn)生作用在所述第一液流通道上的負(fù)壓。
2．按照權(quán)利要求1所述的一種噴液方法，其特征在于，設(shè)置一僅在氣泡消失時(shí)相對(duì)于所述第一液流通道可位移的可動(dòng)件，并通過(guò)所述可動(dòng)件的位移產(chǎn)生所述負(fù)壓作用。
3．按照權(quán)利要求2所述的一種噴液方法，其特征在于，在所述氣泡消失的作用下，所述可動(dòng)件向遠(yuǎn)離所述第一液流通道的方向位移。
4．按照權(quán)利要求2所述的一種噴液方法，其特征在于，所述可動(dòng)件是一在所述噴液口側(cè)具有自由端的可動(dòng)閥。
5．按照權(quán)利要求2所述的一種噴液方法，其特征在于，所述可動(dòng)件是構(gòu)成所述第一液流通道壁的一部分的可動(dòng)薄膜。
6．按照權(quán)利要求2所述的一種噴液方法，其特征在于，所述可動(dòng)件在預(yù)定的時(shí)刻移動(dòng)。
7．按照權(quán)利要求6所述的一種噴液方法，其特征在于，所述可動(dòng)件在液體從所述噴液口噴出的狀態(tài)中位移。
8．按照權(quán)利要求6所述的一種噴液方法，其特征在于，所述可動(dòng)件根據(jù)所述噴液口中液體彎液面的位移而位移。
9．按照權(quán)利要求2所述的一種噴液方法，其特征在于，在所述噴液口附近設(shè)置用于檢測(cè)液體的有/無(wú)的檢測(cè)裝置，將所述可動(dòng)件沒(méi)有位移時(shí)的檢測(cè)結(jié)果與所述可動(dòng)件位移時(shí)的檢測(cè)結(jié)果相比較，從而檢測(cè)液體的狀態(tài)。
10．一種噴液頭，其具有一個(gè)用于從其中噴液的噴液口；一個(gè)用于在液體中產(chǎn)生第一氣泡的第一發(fā)泡區(qū)；一個(gè)設(shè)有所述第一發(fā)泡區(qū)并與所述噴液口相連的第一液流通道；借助于所述第一氣泡的產(chǎn)生，所述第一液流通道中的液體從所述噴液口噴出；其特征在于一個(gè)用于在液體中產(chǎn)生第二氣泡的第二發(fā)泡區(qū)；一個(gè)設(shè)有所述第二發(fā)泡區(qū)的第二液流通道；使用一個(gè)設(shè)置在所述第一液流通道和所述第二液流通道之間的可動(dòng)件的負(fù)壓動(dòng)作裝置，以在所述第二氣泡消失時(shí)僅產(chǎn)生作用在所述第一液流通道中的負(fù)壓。
11．按照權(quán)利要求10所述的噴液頭，其特征在于，在所述第二氣泡消失的作用下，所述負(fù)壓動(dòng)作裝置向遠(yuǎn)離開(kāi)所述第一液流通道的方向位移。
12．按照權(quán)利要求10所述的噴液頭，其特征在于，所述負(fù)壓動(dòng)作裝置是一在所述噴液口側(cè)具有自由端的可動(dòng)閥。
13．按照權(quán)利要求10所述的噴液頭，其特征在于，所述可動(dòng)件是構(gòu)成所述第一液流通道壁的一部分的可動(dòng)薄膜。
14．按照權(quán)利要求10所述的噴液頭，其特征在于，所述第二發(fā)泡區(qū)和所述負(fù)壓動(dòng)作裝置設(shè)置在所述第一發(fā)泡區(qū)的上游。
15．按照權(quán)利要求10所述的噴液頭，其特征在于，所述第二發(fā)泡區(qū)、所述負(fù)壓動(dòng)作裝置和所述第一發(fā)泡區(qū)相對(duì)于液流方向橫向設(shè)置。
16．一種噴液頭盒，其特征在于一個(gè)按照權(quán)利要求10所述的噴液頭；和一個(gè)容納液體的液體容器，其中的液體將被供入所述噴液頭。
17．按照權(quán)利要求16所述的噴液頭盒，其特征在于，所述噴液頭和所述液體容器是可相互分離的。
18．按照權(quán)利要求16所述的噴液頭盒，其特征在于，所述液體容器能夠再填充所述液體。
19．一種噴液設(shè)備，其特征在于一個(gè)按照權(quán)利要求10至16中的任意一個(gè)所述的噴液頭盒；和多個(gè)用于提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供裝置，以便從所述噴液頭中噴出液體。
20．一種噴液設(shè)備，其特征在于一個(gè)按照權(quán)利要求10至16中的任意一個(gè)所述的噴液頭；和多個(gè)用于傳送記錄介質(zhì)的記錄介質(zhì)傳送裝置，所述記錄介質(zhì)接收從所述噴液頭噴出的液體。
全文摘要
一種噴液方法:噴液元件在第一液流通道中,第一液流通道與噴液口相連并向噴液口提供液體,其特征在于,通過(guò)采用可動(dòng)件使負(fù)壓作用在第一液流通道上。一種噴液頭,其具有用于從其噴液的噴液口,用于在液體中產(chǎn)生第一氣泡的第一發(fā)泡區(qū),設(shè)有第一發(fā)泡區(qū)并與噴液口相連的第一液流通道,其特征在于:還具有用于在液體中產(chǎn)生第二氣泡的第二發(fā)泡區(qū),設(shè)有第二發(fā)泡區(qū)的第二液流通道,和使用設(shè)置在第一液流通道和第二液流通道之間的可動(dòng)件的負(fù)壓動(dòng)作裝置。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1224661SQ98117848
公開(kāi)日1999年8月4日 申請(qǐng)日期1998年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月31日
發(fā)明者石永博之, 野俊雄, 種谷陽(yáng)一, 杉山裕之 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社