專利名稱：噴液頭及其恢復方法和制造方法及使用噴液頭的噴液設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴液頭、墨盒及使用該噴液頭的噴墨設(shè)備，該噴液頭利用通過向液體提供熱能形成的氣泡來噴射期望的液體。具體的說，本發(fā)明涉及一種包括利用形成氣泡而移動的可動件的噴液頭，墨盒及利用該噴液頭的噴液設(shè)備。
另外，本發(fā)明能應(yīng)用于在諸如紙纖維、織品、羽毛、金屬、塑料、玻璃、木材或陶瓷等綠介紙上記錄的打印機、復印機，具有通信系統(tǒng)的傳真機、具有打印單元的文字處理機的設(shè)備，和與各種處理設(shè)備組合用于工業(yè)記錄設(shè)備。
在本發(fā)明中，“記錄”不僅涉及如將文字和圖表等有意義的圖像，傳送給記錄介質(zhì)，也涉及無意義的圖像的傳送，如圖案。
噴墨記錄方法作為所謂的氣泡噴射記錄方法是眾所周知的，其包括向油墨提供熱能以在油墨中發(fā)生狀態(tài)變化，這種變化包括劇烈的體積變化(氣泡生成)；利用狀態(tài)變化產(chǎn)生的能量通過噴射口噴墨；油墨附著在記錄介質(zhì)表面以形成圖像。US專利4,723,129公開了一種采用氣泡噴射記錄方法的記錄設(shè)備，其一般包括油墨通過該口噴射的噴射口，與噴射口相連的液流通道，作為一個用于用在墨流通道中噴墨的能量產(chǎn)生裝置的電熱轉(zhuǎn)換器。
應(yīng)用這種記錄方法，能夠快速地記錄高質(zhì)量圖像，并減少噪音，在噴墨頭中能夠高密度地設(shè)置噴射口。因此，這種記錄方法被證實是先進的，利用這種方法，通過高密度設(shè)備能夠容易的產(chǎn)生高清晰圖像，甚至彩色圖像。從而，在最近，氣泡生成記錄方法被應(yīng)用于各種辦公設(shè)備，如打印機，復印機和傳真機，也應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)設(shè)備，如紡織印刷機械。
由于氣泡噴射技術(shù)被應(yīng)用于許多不同領(lǐng)域的產(chǎn)品，隨之而來的各種需求也增加了。
例如，提高能量效率的要求，這個要求通過使發(fā)熱元件的功能達到最佳被解決，即調(diào)整保護膜的厚度，有效的提高熱量向液體傳遞的效率。
此外，為獲得高質(zhì)量圖像，提出了驅(qū)動條件，其提供了一噴液方法，在穩(wěn)定地生成氣泡的基礎(chǔ)上，油墨能較好的高速噴射。此外，為了高速記錄，提出了具有改進的液流通道形狀的噴液頭，這種配置用于噴液后的液流通道的快速再填充。
關(guān)于這種液流通道，日本專利申請?zhí)卦S公開No.63-199972介紹了液流通道的結(jié)構(gòu)，如圖42A和42B所示。該申請介紹的液流通道結(jié)構(gòu)和噴墨頭制造方法集中在反向波上提出，反向波的產(chǎn)生與氣泡生成相關(guān)(壓力指向與噴射口相反的方向，即，壓力在液腔1012的方向)。由于產(chǎn)生反向波的能量不在噴射方向定向，這個能量被認為是能量損失。
圖42A和42B展示的發(fā)明公開了閥1010，該閥遠離發(fā)熱元件1002界定的氣泡生成區(qū)域，該閥與噴射口1011相對設(shè)置，發(fā)熱元件1002設(shè)置在它們之間。
圖42B中，閥1010最初定位以便靠近液流通道1003的頂部，在氣泡生成時，它向下彎進液流通道1003。該發(fā)明公開了用閥1010部分控制反向波，以限制能量損失。
然而，在上面的設(shè)置中，顯然能夠看出，應(yīng)在液流通道1003中產(chǎn)生氣氣泡時，通道1003用于盛放將要噴出的液體，利用閥1010部分限制反向波是不實用的。
反向波與噴液無直接關(guān)系。如圖42A所示，當液流通道1003中出現(xiàn)反向波時，直接影響噴射的氣泡生成壓力已經(jīng)使液體從液流通道1003噴射。因此，顯然的，即使限制了部分反向波，這時噴液也設(shè)有大的影響。
然而，在上述傳統(tǒng)的噴液頭中，由于加熱元件與油墨接觸時，加熱是重復進行的，由油墨焦化引起的沉淀物沉積在發(fā)熱元件表面。根據(jù)油墨類型，更多的沉淀物產(chǎn)生并沉積，這能導致不穩(wěn)定的氣泡生成并使噴墨困難。具體的講，根據(jù)近來記錄速度被進一步提高的要求，已經(jīng)提高了驅(qū)動效率，由于驅(qū)動效率的提高、大量噴射口的設(shè)置和打印頭的細長化，使得液流通道在噴射口方向的快速填充油墨難于連續(xù)、均勻、穩(wěn)定的進行。因此，記錄質(zhì)量也會惡化。
此外，當噴射液易受熱損壞或者在噴射液中不能產(chǎn)生充足的氣泡時，難于實現(xiàn)較好的噴墨。
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的一個目的是提供一噴液頭，即使該噴墨頭是細長的也能在其中進行均勻穩(wěn)定的油墨再填充，并在提高噴液效率的同時擴大在其中噴墨的自由度，本發(fā)明還提供了這種噴液頭的恢復方法和制造方法及使用該噴液頭的噴液設(shè)備。
為達到上述目的，按照本發(fā)明，噴液頭包括
用于噴射液體的第一液流通道該通道與噴射口相連。
具有氣泡生成區(qū)域的第二液流通道，在氣泡生成區(qū)域中通過加熱液體產(chǎn)生氣泡；設(shè)置在第一液流通道和氣泡生成區(qū)域之間的可動件，其在噴射口側(cè)有一自由端，自由端在氣泡生成區(qū)域中產(chǎn)生的氣泡的壓力的作用下移向第一液流通道，使壓力指向噴射口；其特征在于，設(shè)置多個第一液流通道，向第一液腔提供液體的第一供應(yīng)通道經(jīng)過多個第一供應(yīng)口與第一液腔相連，第一液腔與多個第一液流通道共同相通。
最好也設(shè)置多個第二液流通道。此外，最好設(shè)置有與多個第二液流通道共同相聯(lián)的第二液腔和向第二液腔提供液體的第二供應(yīng)通道。
對應(yīng)于第二液體通道的氣泡生成區(qū)域最好設(shè)置一可產(chǎn)生熱量的發(fā)熱元件。
發(fā)熱元件最好設(shè)置在基層元件(支撐件基層)中。
最好還設(shè)置一用于支撐基層元件的支撐件。
第一供應(yīng)通道和第二供應(yīng)通道最好是整體形成。
形成第二供應(yīng)通道的零件的熱膨脹系數(shù)最好幾乎等于支撐件的熱膨脹系數(shù)。
形成第一供應(yīng)通道的零件最好用不銹鋼制成。
支撐件最好由鋁制成。
最好，多個基層元件配置在支撐件上，在其上形成有可動件的隔離壁伸展跨過多個基層元件。
最好，多個基層元件設(shè)置在支撐件上，對應(yīng)于多個基層元件，設(shè)置多個帶可動件的隔離壁。
最好，多個第一供應(yīng)口在靠近第一液腔的兩端處與第一液腔相連。
此外，設(shè)置多個基層元件，管狀的第一供應(yīng)通道設(shè)置在多個基層元件上面，沿著第一供應(yīng)通道，將噴射液供應(yīng)給每一基層元件的第一液流通道。
具有管形的第二供應(yīng)通道設(shè)置在多個基層元件上面，沿著第二供應(yīng)通道，將產(chǎn)生氣泡的液體供應(yīng)給基層元件的第二液流通道。
第二液流通道最好在可動件的自由端處終止，在相對的一側(cè)，第二液流通道與第二供應(yīng)通道相連。
第二液流通道在可動件的較低部分終止，在相對的一側(cè)，第二液通道與第二供應(yīng)通道相通。
噴液頭恢復方法包括下列步驟在第一供應(yīng)通道的兩端關(guān)閉時，向第二供應(yīng)通道供應(yīng)液體；在第一供應(yīng)通道的兩端關(guān)閉時，從第二供應(yīng)通道的兩端向第二供應(yīng)通道施加壓力；當?shù)诙?yīng)通道的兩端關(guān)閉時，向第一供應(yīng)通道供應(yīng)液體；在第二供應(yīng)通道的兩端關(guān)閉時，從第一供應(yīng)通道的兩端向第一供應(yīng)通道施加壓力，由此恢復第一供應(yīng)通道和第二供應(yīng)通道。
此外，在制造噴液頭的方法中，第一和第二供應(yīng)通道組合到噴液頭中采用鑲嵌造型法。
另外，噴液設(shè)備包括噴液頭和驅(qū)動信號供應(yīng)裝置。驅(qū)動信號供應(yīng)裝置供應(yīng)用于從噴液頭噴液的驅(qū)動信號。
另外，噴液設(shè)備包括噴液頭和傳輸記錄介質(zhì)的記錄介質(zhì)送進裝置，液體從噴液頭噴射到記錄介質(zhì)上。
通過從噴液頭噴墨使油墨落在記錄紙張上進行記錄。
通過從噴液頭噴墨并使油墨落在織品上進行記錄。
通過從噴液頭噴墨并使油墨落在塑料上進行記錄。
通過從噴液頭噴墨并使油墨落在金屬上進行記錄。
通過從噴液頭噴墨并使油墨落在木材上進行記錄。
通過從噴液口噴墨并使油墨落在羽毛上進行記錄。
通過從噴液口噴射多種彩色液體并使多種彩色液體落在記錄介質(zhì)上進行彩色記錄。
最好設(shè)置多個噴射口，使它們能覆蓋可以進行記錄的記錄介質(zhì)的所有區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，噴射液從第一液腔經(jīng)過第一供應(yīng)通道和第一液流通道流向噴射口，氣泡生成液從第二液腔經(jīng)過第二供應(yīng)通道和第二液流通道流向氣泡生成區(qū)域，氣泡生成區(qū)域在發(fā)熱元件上形成。由于噴射液和氣泡生成液是分隔開的，噴射液不與發(fā)熱元件產(chǎn)生接觸。因此，當噴射液易受熱損壞時，沒有由過熱引起的沉淀沉積在發(fā)熱元件表面。
這樣，即使使用細長的頭，也能均勻穩(wěn)定地進行快速再填充。
對于管狀的第一和第二供應(yīng)通道的整體成形，即使當噴液頭是細長型并設(shè)置有多個基層元件時，仍能使用傳統(tǒng)的制造方法。


圖1A、1B、1C和1D是本發(fā)明第一實施例的噴液頭的橫截面視圖。
圖2是本發(fā)明噴液頭的局部剖視圖。
圖3是展示傳統(tǒng)噴液頭中氣泡壓力傳遞的示意圖。
圖4是展示本發(fā)明噴液頭中氣泡壓力傳遞示意圖。
圖5是說明本發(fā)明液體流動的示意圖。
圖6是本發(fā)明第二實施例的噴液頭的局部剖視圖。
圖7是本發(fā)明第三實施例的噴液頭的局部剖視圖。
圖8是本發(fā)明第四實施例的噴液頭的橫截面9A、9B、9C是本發(fā)明第五實施例的噴液頭的橫截面。
圖10是本發(fā)明第六實施例的噴液頭(雙液流通道)的橫截面圖。
圖11是本發(fā)明第六實施例的噴液頭的局部剖視圖。
圖12A和12B是說明可動件運動的圖。
圖13是說明可動件和第一液流通道的結(jié)構(gòu)的圖。
圖14A、14B和14C是說明可動件和液流通的結(jié)構(gòu)的圖。
圖15A、15B和15C是說明可動件的其它形狀的圖。
圖16是展示發(fā)熱元件的面積和噴墨量之間的關(guān)系的圖。
圖17A和17B展示了可動件和發(fā)熱元件之間的位置關(guān)系。
圖18展示了從發(fā)熱元件的邊緣和支點的距離同可動件的移動距離之間的關(guān)系。
圖19展示了發(fā)熱元件和可動件之間的位置關(guān)系。
圖20A和20B是本發(fā)明噴液頭的縱向橫截面圖。
圖21是展示驅(qū)動脈沖的形狀的詳圖。
圖22是說明本發(fā)明噴液頭中的供應(yīng)通道的橫截面視圖。
圖23是本發(fā)明噴液頭的分解立體圖。
圖24A、24B、24C、24D和24E展示了本發(fā)明噴液頭制造方法的步驟。
圖25A、25B、25C和25D展示了本發(fā)明噴液頭另一制造方法的步驟。
圖26A、26B、26C和26D說明了本發(fā)明噴液頭又一制造方法。
圖27是墨盒的分解立體圖。
圖28是介紹噴液設(shè)備結(jié)構(gòu)的簡圖。
圖29是介紹該設(shè)備的框圖。
圖30是介紹噴液記錄系統(tǒng)的圖。
圖31是展示噴墨頭配件箱的詳圖。
圖32A和32B是本發(fā)明例一的噴液頭主要部分的橫截面圖。
圖33A和33B是圖32A和32B中第二供應(yīng)通道的結(jié)構(gòu)的透視圖。圖33A展示了為每一第二液流通道配置的第二供應(yīng)通道，圖33B展示了整體形成的隔離壁和僅設(shè)置在左右側(cè)的兩個第二供應(yīng)通道。
圖34A和圖34B是圖32A和32B中第一和第二供應(yīng)通道的后視圖。圖34A展示為每一第二液流通道配置的第二供應(yīng)通道，圖34B展示了整體形成的隔離壁和兩個僅配置在左右兩側(cè)的第二供應(yīng)通道。
圖35是本發(fā)明噴液頭的立體圖，其中隔離壁是整體形成，第二供應(yīng)通道僅配置在左右側(cè)。
圖36是本發(fā)明噴液頭的立體圖，其中隔離壁是整體形成，第二供應(yīng)通道為每一液流通道配置。
圖37是本發(fā)明噴液頭的立體圖，其中隔離壁用于分隔每一液流通道。
圖38是本發(fā)明例二的噴液頭的主要部分的橫截面圖。
圖39說明了圖38展示的第一和第二供應(yīng)通道的結(jié)構(gòu)。
圖40A、40B、40C和40D介紹了本發(fā)明噴液頭的恢復操作的一個例子。
圖41A、41B和41C介紹了本發(fā)明例三的噴液頭、圖41A展示了具有部分A的結(jié)構(gòu)，其中氣泡滯留在第二液流通道靠近噴射口處，圖41B展示了圖42中滯留氣泡的部分A被去除的結(jié)構(gòu)，圖41C展示了壁伸展至可動件下的結(jié)構(gòu)。
圖42A和圖42B介紹了傳統(tǒng)噴液頭的液流通道的結(jié)構(gòu)。
在介紹本發(fā)明前，將參照附圖，先介紹用于本發(fā)明噴液頭的噴液原理。(第一實施例)在本實施例中，首先介紹一個例子，其中，控制由氣泡施加的壓力的傳遞方向和氣泡的生長方向以便噴液，從而使噴液力和噴液效率得到提高。
圖1A至1D是本發(fā)明噴液頭的一個實例橫截面視圖，圖2是本發(fā)明噴液頭的局部透視圖。
在本發(fā)明的噴液頭中，在基層元件1中設(shè)置一用于向液體提供熱能的發(fā)熱元件2(在本實施中，其具有一40μm×105μm的發(fā)熱電阻)，其用作噴液用的噴射能量產(chǎn)生元件。一液流通道10對應(yīng)于發(fā)熱元件2配置在基層元件1上方。液流通道10與噴液口18和一公共液腔13相通，液體從共公液腔供應(yīng)到各個液流通道10。由公共液腔13供應(yīng)的液體在量上等于通過噴液口18噴射的液體。
一懸臂式板型可動件31由彈性金屬制成，并具有一平面部分，正對發(fā)熱元件2，被設(shè)置在液流通道10中基層元件1的上方?？蓜蛹?1的一端固定在液流通道10的壁上，并裝配在基座(支承件)34上，基座通過組合在基層元件1上的光敏樹脂而形成?？蓜蛹?1的一部分固定在一端，起支點33的作用。
可動件31以15μm的距離面對發(fā)熱元件2定位，并將發(fā)熱元件覆蓋，并使支點(固定端)33在一通道的上游，自由端32相對于支點33在下游，在噴液操作期間，從公共液腔來的大量的液流通過此通道經(jīng)過可動件31到達噴液口18。在發(fā)熱元件2和可動件31之間的區(qū)域為氣泡生成區(qū)域11?？蓜蛹?1和發(fā)熱元件2的種類、形狀和位置不局限于前面所述，也可以是其它的能控制氣泡生成生長和壓力傳遞的形式，如下面所述。為了后面將要進行的液體流動的說明，以可動件31作為邊界，液流通道10被分為第一液流通道14和第二液流通道，第一液流通道14直接與噴液口18相連，第二液流通道包括氣泡生成區(qū)域11和液體供應(yīng)通道12。
當發(fā)熱元件2發(fā)熱時，熱量作用到在可動件31和發(fā)熱元件2之間的氣泡生成區(qū)域11中的液體，根據(jù)USP4,723129介紹的薄膜沸騰現(xiàn)象，在液中產(chǎn)生氣泡40。氣泡40和由于氣泡40的產(chǎn)生而引起的壓力首先作用到可動件31上，由此，可動件31繞支點、33移動，并在朝句噴液口18的方向打開，如圖1B或1C或圖2所示。由于可動件31的移動，或者根據(jù)可動件31的移動程度，由于氣泡40的產(chǎn)生而產(chǎn)生的壓力和氣泡40的生長向噴射口18側(cè)拓展。
下面將介紹本發(fā)明的噴射原理之一。
本發(fā)明特有的重要原理之一是通過氣泡40施加的壓力或氣泡40本身的作用，面對氣泡40定位的可動件31從第一正常位置移動到第二移動位置，依據(jù)可動件31的移動，伴隨氣泡40的產(chǎn)生而產(chǎn)生的壓力和氣泡40的生長向下游傳遞到噴射口18的位置。
通過與傳統(tǒng)的液流通道結(jié)構(gòu)比較，將進一步詳細的介紹上述原理。
圖3是說明在傳統(tǒng)的噴液頭中氣泡的壓力傳遞模式的詳圖，圖4是說明本發(fā)明的噴液頭中形成的氣泡的壓力傳遞模式的詳圖。箭頭VA用來表示朝向噴射口的下游壓力傳遞方向，箭頭VB用來表示朝向上游的壓力傳遞方向。
圖3所示的傳統(tǒng)頭的結(jié)構(gòu)不能控制在氣泡40產(chǎn)生期間產(chǎn)生的壓力的傳遞。氣泡40的壓力在各個方向傳遞，即在垂直于氣泡的表面的方向，如箭頭V1至V8指示的。尤其是箭頭V1至V4的方向，與在箭頭VA方向的壓力傳遞有關(guān)，即，在接近噴射口部分到氣泡40的中間之間的壓力傳遞的VA方向的分量對噴液有極大的作用。它們對噴液效率、噴液量和噴射速度有直接的、重要的影響。由于方向分量V1更接近噴射方向VA，它提供了最有效的壓力傳遞，同時，方向分量V4在方向VA的壓力傳遞中的效率是相對低的。
相反的，如本發(fā)明圖4所示，通過可動件31的作用，圖3所示的箭頭V1至V4的不同的壓力傳遞方向均指向下游(朝向噴射口)，由此，來自氣泡40的壓力均指向壓力傳遞方向VA。這樣，基于氣泡40的壓力能夠有效的，直接的影響噴液。與壓力傳遞方向V1至V4相似，氣泡40生長的方向也是下游，并且氣泡40在下游的生長比上游大。氣泡40的生長方向由可動件31控制，氣泡壓力傳遞方向也由其控制，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)噴射效率、噴射量和噴射速度的根本改善。
將再參照圖1A至1D詳細介紹本實施中噴液頭的噴液操作。
圖1A展示了電能供應(yīng)給發(fā)熱元件2之前的情況，即發(fā)熱元件2產(chǎn)生熱量之前的情況。
在這里，至少將可動件31安置在面對下游部分的位置是很重要的。在下游部分，通過發(fā)熱元件2提供的熱量而產(chǎn)生氣泡。也就是說，可動件31至少被設(shè)置在發(fā)熱元件2表面中心3的下游位置(在一穿過發(fā)熱元件2表面中心3并垂直于液流通道的長度方向的線的下游)，使得氣泡的下游部分能作用在可動件31上。
圖1B展示了電能供應(yīng)給發(fā)熱元件2時的情況，產(chǎn)生的熱量使填充在氣泡生成區(qū)域11的液體受熱并通過薄膜沸騰產(chǎn)生氣泡40。
通過氣泡40變形產(chǎn)生的壓力，可動件31從第一位置移動到第二位置，使得氣泡40的壓力傳遞指向噴射口18。如上所述，在這里，將可動件31的自由端32安置在下游(在噴射口18側(cè))并將支點33安置在上游(公共液腔側(cè))是很重要的，這使得至少可動件31的一部分面對發(fā)熱元件2的下游部分，即氣泡40的下游部分。
圖1C展示了氣泡40進一步長大的情況。可動件31由于氣泡40生長產(chǎn)生的壓力而進一步移動。氣泡生成40下游部分變得比上游部分更大，并遠離可動件31的第一位置(虛線所示)而進一步變大。由于可動件31是逐漸移動的，氣泡40的壓力的傳遞方向和體積轉(zhuǎn)換的方向是平緩的，即氣泡40朝向自由端的生長方向，能統(tǒng)一的設(shè)定為朝向噴射口18的對應(yīng)方向。這也能提高噴射效率。當氣泡40和由氣泡產(chǎn)生的壓力向噴射口18傳遞時，可動件31不阻礙這種傳遞，并能根據(jù)傳遞的壓力的大小，有效地控制壓力傳遞方向和氣泡生長方向。
圖1D展示了在完成薄膜沸騰后，當氣泡40的內(nèi)壓減小時，氣泡40已經(jīng)收縮并消失的情況。
在氣泡40收縮產(chǎn)生的負壓和可動件31本身的恢復力的作用下，位于第二位置的可動件31回到圖1A中的原始位置(第一位置)。另外，當氣泡40消失時，來自上游側(cè)(B)，即來自公共液腔13的液體在液流方向VD1和VD2流動，來自噴射口18的液體在方向V0流動，使得氣泡40減少的體積在氣泡生成區(qū)域11得到補充，并使噴液的體積也得到補充。
上面已經(jīng)介紹了由氣泡40的產(chǎn)生引起的可動件的運動和噴液操作?，F(xiàn)在詳細介紹本發(fā)明噴液頭中的液體再填充特征。
參照圖1C和1D將詳細介紹液體供應(yīng)機構(gòu)。同 在圖1C的情況之后，氣泡40的體積增加到最大值，然后準備消失，此時，來自噴射口18側(cè)的液體沿第一液流通道14、來自公共液腔13側(cè)的液體沿第二液流通道16流進氣泡生成區(qū)域11以補充消失的體積。在傳統(tǒng)的液流通道結(jié)構(gòu)中沒有設(shè)置可動件，來自噴液口側(cè)流向氣泡消失位置的液體的數(shù)量，和來自公共液腔側(cè)的液體數(shù)量取決于此氣泡生成區(qū)域更靠近噴射口18的部分的流動阻力和取決于靠近公共液腔的部分的阻力。這是由液流通道阻力和液體內(nèi)部的阻力而引起的。
當靠近噴射口18部分的流動阻力小時，大量的液體從噴射口18側(cè)流向氣泡消失位置，彎液面M的回縮距離加長。尤其是，當靠近噴射口18側(cè)的流動阻力被減小以提高噴射效率時，氣泡消失后彎液面M的回縮變長，再填充需要的時間延長了，這反過來影響打印速度。
相反的，在本實施例中設(shè)置了可動件31。當氣泡的體積為W時，在可動件31的第一位置上面的部分定義為W1，在氣泡生成區(qū)域11的部分定義為W2。當氣泡消失后可動件31返回原始位置時，彎液面M的回復停止，然后，在第二液流通道16中沿液流VD2首先供應(yīng)了一數(shù)量等于體積W2的液體。在相當于氣泡的體積W的一半的數(shù)量被認為是傳統(tǒng)的彎液面的回復距離時，本發(fā)明中彎液面的回復能減少到僅是體積W1的一半，這比傳統(tǒng)的體積要小。
數(shù)量等于體積W2的液體，從第二液流通道的上游、在靠近發(fā)熱元件2側(cè)沿可動件31的表面、由氣泡消失時產(chǎn)生的壓力強制供應(yīng)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的液體再填充。
在傳統(tǒng)噴液頭中，液體的再填充是通過采用氣泡消失時增加彎液面的振動而獲得的壓力來實現(xiàn)的，這會產(chǎn)生圖像質(zhì)量的惡化。反過來，作為本發(fā)明的特征，在本實施例的快速液體再填充中，可動件31能阻止在接近噴射口18的第一液流通道和氣泡生成區(qū)域11之間的液體流動，從而能有力的減少彎液面的振動。
如上所述，本發(fā)明通過經(jīng)過第二液流通道16的液體供應(yīng)通道12在氣泡生成區(qū)域的強制再填充液體和通過控制彎液面的回復和振動完成了快速填充。因此，可以得到穩(wěn)定、快速、重復的噴液，能提供高質(zhì)量圖像記錄和快速記錄。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)也包括下面有效的作用。
這個作用是用來控制氣泡生成期間施加的壓力在上游方向的傳遞(作為一反向波)。由在發(fā)熱元件2上接近公共液腔13(上游)側(cè)產(chǎn)生的氣泡產(chǎn)生的壓力作為動力(反向波)將液體推回上游。反向波在上游側(cè)產(chǎn)生壓力以便在壓力和隨液體移動形成的慣性力作用下使液體運動，從而使得液體在液流通道的再填充速度惡化，反過來也影響了驅(qū)動速度。
在本發(fā)明中，通過使用可動件31控制上游側(cè)的運動能改善液體再填充。
下面將介紹本實施例提供的另一個特征結(jié)構(gòu)和作用。
在本實施例中，第二液流通道16包括一在發(fā)熱元件2的上游的液體供應(yīng)通道12，具有內(nèi)壁的發(fā)熱元件2相連，所述通道12與發(fā)熱元件2，并且該通道基本上是平的(假設(shè)發(fā)熱元件2的表面下落的不深)。按照這種結(jié)構(gòu)，如VD2所示，液體沿靠近氣泡生成區(qū)域11的可動件的表面供應(yīng)到氣泡生成區(qū)域11和發(fā)熱元件2的表面。液體在發(fā)熱元件2表面的沉淀能被抑制，分離溶解在液體中的空氣和去除沒有消失的剩余氣泡是容易進行的，由液體吸收的累積熱量不太大。因此，能夠重復的、快速的進行更穩(wěn)定的氣泡生成。在本實施例中，已說明了具有帶基本平坦內(nèi)壁的液體供應(yīng)通道12的噴液頭?？梢圆捎猛l(fā)熱元件2的表面光滑相連的并且有光滑內(nèi)壁的液體供應(yīng)通道，液體供應(yīng)通道可以是任何形狀，只要能使液體沉淀不沉積在發(fā)熱元件2上和供應(yīng)液體時不發(fā)生大的渦流。
液體可以以液流VD1沿可動件31側(cè)(縫35)供應(yīng)到氣泡生成區(qū)域11。然而，為了有效地將氣泡產(chǎn)生引起的壓力傳遞到噴射口18，用一大的可動件31來覆蓋如圖10所示的整個氣泡生成區(qū)域11(即，發(fā)熱元件的整個表面)。當可動件31回到第一位置時，在氣泡生成區(qū)域11和第一液流通道14靠近噴射口18的區(qū)域中的流動阻力增加，從而，由VD1流向氣泡生成區(qū)域11的液流將被阻礙。在本發(fā)明的頭結(jié)構(gòu)中，由于存在供應(yīng)液體到氣泡生成區(qū)域11的液流VD1，所以液體供應(yīng)效率是高的。即使在此結(jié)構(gòu)中能找到液體供應(yīng)效率的增強方式。例如可動件31覆蓋氣泡生成區(qū)域11，也不會存在液體供應(yīng)效率的惡化。
圖5是說明本發(fā)明液流的詳圖。
例如，如圖5所示，可動件31的自由端設(shè)置在支點、33的相對的下游。這種結(jié)構(gòu)可以提供有效的功能和作用，使得在上述氣泡產(chǎn)生時，壓力傳遞方向和氣泡生長方句能指向噴液口18側(cè)。自由端32和支點33之間的位置關(guān)系不僅能提供噴射功能和作用，而且能減少當液體快速再填充時從液流通道10流出的液體的流動阻力。這是因為，如圖5所示，當噴射口18中的毛細管吸力使通過噴射而收縮的彎液面M恢復時，或者當氣泡消失后供應(yīng)液體時，不使自由端32和支點33固定使它們阻礙液流S1，S2和S3沿液流通道10(包括第一液流通道14和第二液流通道16)的流動。
更具體的，在本實施例的圖1A至1D中，如上所述，可動件31的自由端32沿發(fā)熱元件2伸展，使自由端32面對將發(fā)熱元件2分成上游區(qū)域和下游區(qū)域的表面中心3(一穿過發(fā)熱元件2表面的中心(中間)并垂直于液流通道長度方向的線)的下游位置?？蓜蛹?1承受了發(fā)生在發(fā)熱元件2中心位置下游并極大的影響噴液的壓力，并使氣泡40的壓力指向噴射口18。因此，能從根本上提高噴射效率和噴射力。
另外，通過利用氣泡40的上游側(cè)能獲得許多效果。
在本實施例的結(jié)構(gòu)中，可動件31的自由端32的瞬時機械位移也影響噴液。(第二實施例)圖6是本發(fā)明第二實施例的噴液頭的部分切除透視圖。
在圖6中，A表示可動件31移動的情況(氣泡未顯示)，B表示可動件31在原始位置(第一位置)的情況。假定在情況B，氣泡生成區(qū)域11基本上是封離噴射口18的(未畫出，一液流通道壁設(shè)置在A和B之間以分隔液流通道)可動件31有兩個在兩側(cè)的底座34，液體供應(yīng)通道12從兩底座之間穿過。液體供應(yīng)通道有一個基本上是平或者說與發(fā)熱元件2的面光滑連接的面。液體能從這個液體供應(yīng)通道沿可動件31接近發(fā)熱元件2的面供應(yīng)。
在初始位置(第一位置)，可動件31被放置的接近發(fā)熱元件下游壁36和側(cè)壁37，或者與之相連，下游壁36和側(cè)壁37設(shè)置在發(fā)熱元件2的下游和兩側(cè)，并形成了一個靠近噴射口18基本上是閉合的氣泡生成區(qū)域11。由氣泡施加的壓力，尤其是氣泡的下游壓力，大部分能被吸收并用來使可動件31的自由端移動。
當氣泡消失時，可動件31回到第一位置，為了液體供應(yīng)，靠近噴射口18的氣泡生成區(qū)域11基本上是緊密地靠近發(fā)熱元件2。因此，能夠得到前面實施例所描述的各種效果，例如彎液面的收縮的限制。由第一實施例提出的關(guān)于液體再填充的效果也能獲得。
在第二實施例中，如圖2和6所示，用于固定可動件31的底座34設(shè)置在離開發(fā)熱元件2的上游并且它的寬度小于向液體供應(yīng)通道12供應(yīng)液體的液流通道10的寬度。底坐34的形狀不局限于圖6中所示；任何能夠提供液體光滑再填充的形狀都可以。
在本實施例中，雖然可動件31與發(fā)熱元件2的間距約是15μm，但它可以是一個范圍中的值，在此范圍內(nèi)，由氣泡生成產(chǎn)生的壓力能令人滿意的傳遞到可動件31。(第三實施例)圖7是本發(fā)明第三實施例的噴液頭的部分切除透視圖。
在上面兩個實施例中，由氣泡生成施加的壓力集中在可動件31的自由端上，使得可動件31的劇烈運動和氣泡的運動均朝向噴射口18。
相反的，在第三實施例中，當為氣泡生成設(shè)置一自由度時，靠近噴射口18、對液滴噴射有直接作用的氣泡的下游部分由可動件31的自由端限制。
與圖2相比，在圖7所示的結(jié)構(gòu)中，本實施例沒有設(shè)置凸塊1，在圖2中作為檔塊的凸塊設(shè)置在基層元件1上的氣泡生成區(qū)域的下游端。換句話說，可動件31的自由端和側(cè)端部分相對于噴射口區(qū)域打開了氣泡生成區(qū)域，而沒有基本上封閉它。第三實施例使用了這種結(jié)構(gòu)。
由于允許直接影響液滴噴射的氣泡的下游部分的末端部分生長，壓力分量能夠充分地用于噴射。此外，同上述實施例一樣，由于可動件31的自由端作用在下游部分向上的壓力上(圖3中的部分壓力V2，V3和V4)，使得壓力最終加于氣泡的下游末端部分的生長，這提高了噴射效率。同前面的實施例相比，本實施例在發(fā)熱元件2的驅(qū)動方面占有優(yōu)勢。
由于本實施例結(jié)構(gòu)簡單，這為制造過程帶來優(yōu)勢。
在本實施例中，可動件31的支點固定在一底座34上，該底座的寬度比可動件31的正面的寬度小。因此，當氣泡消失時，液體沿底座34的兩側(cè)供應(yīng)到氣泡生成區(qū)域11(見圖7中箭頭)。底座34可以是不阻礙液體供應(yīng)的任何結(jié)構(gòu)形狀。
在本實施例中，由于與氣泡消失同時產(chǎn)生的從上游到氣泡生成區(qū)域的液流是通過可動件31控制的，因此，液體供應(yīng)時的再填充優(yōu)于只使用一發(fā)熱元件的傳統(tǒng)氣泡生成結(jié)構(gòu)。彎液面收縮的距離也能減小。
作為本實施例的一個改進的最佳方式是，在具有自由端的同時，可動件31只是在兩側(cè)端(或一側(cè)端)基本上緊密的封閉了氣泡生成區(qū)域。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，指向可動件31側(cè)面的壓力能夠被變向并用于朝向噴射口18末端的氣泡的生長。因此，進一步提高了噴射效率。(第四實施例)根據(jù)第四實施例，將作一個說明，其中的由上述機械位移引起的噴射力的進一步提高。
圖8是本發(fā)明第四實施例的噴液頭的橫截面圖。
在圖8中，可動件31延伸得使它的自由端定位在發(fā)熱元件2的下游。利用這種結(jié)構(gòu)，可動件31在自由端32的位移速度提高，能夠改善由可動件31的移動引起的噴射力的產(chǎn)生。
此外，由于自由端32比在前面的實施例中更靠近噴液口18，氣泡能夠主要是在一更穩(wěn)定的方向生長，相應(yīng)，可以實現(xiàn)一更優(yōu)越的噴射。
根據(jù)氣泡在氣泡40的壓力中心的生長速度，可動件31在某一位置以速度R1位移。比這個位置更遠離支點33的自由端32以一更高的速度R2位移。這樣，自由端32機械運動使液體高速移動，并使液體的移動提高了噴射效率。
當自由端是垂直于液流形成時，如圖7所示，氣泡40的壓力和可動件31的機械運動能有效的影響噴射。(第五實施例)圖9A至9C是本發(fā)明第五實施例的噴液頭的橫截面詳圖。
本實施例中的結(jié)構(gòu)不同于前面的實施例中的那些結(jié)構(gòu)。一直接與噴射口18相連的區(qū)域不具有與液腔相連的液流通道形狀，并且，此結(jié)構(gòu)可被簡化。
液體僅經(jīng)過液體供應(yīng)通道12沿可動件31更靠近氣泡生成區(qū)域的面供應(yīng)。自由端32和支點33相對于噴射口18的位置和正對發(fā)熱元件2的結(jié)構(gòu)同前面的實施例中的結(jié)構(gòu)一樣。
在本實施例中，前面所描述的效果，例如噴射效率和液體供應(yīng)均能實現(xiàn)。尤其是，彎液面的收縮得到限制，對于幾乎所有的液體供應(yīng)過程，通過利用氣泡消失時獲得的壓力，均可實現(xiàn)強制再填充。
圖9A展示了通過發(fā)熱元件2在液體中產(chǎn)生氣泡的情況。圖9B展示了氣泡收縮的情況。此時，可動件31返回初始位置。液體從箭頭S3的方向供應(yīng)。
圖9C展示了氣泡消失后彎液面M的恢復情況，當可動件31回到原始位置時，彎液面M少量的收縮。彎液面M的恢復是受靠近噴液口的毛細管作用影響的。(第六實施例)在本實施例中，基本的噴液原理同前面的實施例相同。由于實施例提供了雙液流通道結(jié)構(gòu)，能夠分別地使用兩種液體，一種液體通過加熱產(chǎn)生氣泡(氣泡生成液)，一種液體主要用于噴射(噴射液)。
圖10是本發(fā)明第六實施例的噴液頭的橫截面，圖11是本發(fā)明第六實施例的噴液頭部分切除透視圖。
在本發(fā)明的噴液頭中，發(fā)熱元件2安裝在向氣泡生成液提供能量的基層元件1上。用于氣泡生成液的第二液流通道16設(shè)置在基層元件1上，用于噴射液的第一液流通道14設(shè)置得直接與噴射口18相連。
第一液流通道14的上游部分與向多個第一液流通道14供應(yīng)噴射液的第一公共液腔15相連。第二液流通道16上游部分與向多個第二液流通道供應(yīng)氣泡生成液的第二公共液腔17相連。
當氣泡生成液和噴射液相同時，可以僅設(shè)置一個公共液腔。
由彈性金屬制成的隔離壁30放置在第一和第二液流通道14和16之間以分隔它們。在這種情況下，所用的氣泡生成液和噴射液不會混合，沿第一和第二液流通道14和16的液體的配給通過隔離壁30會盡可能的分離。當氣泡生成液混合到一定程度時，如果不出現(xiàn)問題，那么，隔離壁30無須確保完全隔離。
隔離壁30在正對發(fā)熱元件2的上方的突出的空間(后面稱作噴射壓力產(chǎn)生區(qū)域；圖10中區(qū)域A和區(qū)域B的氣泡生成區(qū)域)的部分是一懸臂式可動件31?？蓜蛹?1有一向噴射口18(液流的下游)延伸的由縫35界定的自由端和一靠近公共液腔15和17設(shè)置的支點33。由于可動件31正對氣泡生成區(qū)域11(B)設(shè)置，當液體氣泡生成時，可動件31在第一液流通道側(cè)向噴液口18打開，如圖10和11中箭頭所示。在圖11中，用作發(fā)熱元件2的耐熱件和向耐熱件供應(yīng)電信號的接線電極5設(shè)置在基層元件1上，隔離壁30也設(shè)置在基層元件1上，經(jīng)過一限定第二液流通道16的空間。
可動件31的支點、33和自由端32之間，及與發(fā)熱元件2的位置關(guān)系與前面的實施例一樣。
前面的實施例中已經(jīng)介紹了液體供應(yīng)通道12和發(fā)熱元件2之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，本實施例中第二液流通道16和發(fā)熱元件2之間的關(guān)系與之相同。
下面將介紹本發(fā)明噴液頭的操作。
圖12A和12B是介紹可動件31的操作的圖。
為了驅(qū)動噴液頭，供應(yīng)到第一液流通道14的噴射液和供應(yīng)到第二液流通道16的氣泡生成液使用相同的含水油墨。
當發(fā)熱元件2產(chǎn)生的熱量作用在第二液流通道16的氣泡生成區(qū)域11中的氣泡生成液時，象前面實施例中介紹的一樣，根據(jù)USP4,723,129介紹的薄膜沸騰現(xiàn)象，產(chǎn)生氣泡40。
在本實施例中，除了氣泡生成區(qū)域11的上游，氣泡壓不在其它三個方向損失。氣泡生成的壓力主要傳遞給設(shè)置在噴射壓力產(chǎn)生區(qū)域的可動件31。隨著氣泡40的長大，可動件31從圖12A中的狀態(tài)向上移動到圖12B中的第一液流通道14。由于可動件31的移動，在第一液流通道14和和二液流通道16之間存在著擴大的聯(lián)系，由氣泡40的產(chǎn)生引起的壓力沿第一液流通道14主要都傳向噴射口18(方向A)。壓力的傳遞和可動件31的機械位移使液體從噴射口18噴出。
當氣泡40收縮時，可動件31回到圖12A所示的位置，與噴射的液體相等的數(shù)量的液體從上游供應(yīng)到第一液流通道14。與前而的實施例一樣，在本實施例中，在可動件31的閉合方向供應(yīng)液體，使得噴射液體的再填充不受可動件31的阻礙。
在本實施例中，關(guān)于與可動件31的移動同時產(chǎn)生的氣泡壓力的傳遞，氣泡生長方向和逆流波的阻礙的主要作用和效果同第一實施例中的相同。下面將介紹本實施例的雙液流通道的其它優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，噴射液和氣泡生成液分別使用不同的液體，氣泡生成液中氣泡生成產(chǎn)生時產(chǎn)生的壓力使噴射液被噴射。因此，當使用一種高粘度液體時，如聚乙二醇，在這種液體中，通過利用熱能不能充分的進行氣泡生成，而且噴射力也不令人滿意，但這種液體可以供應(yīng)到第一液流通道14，并通過提供一適于氣泡形成的液體(約1-2CP乙醇和水的混合物，比率為4∶6)而噴射?；蛘呦虻诙毫魍ǖ拦?yīng)一低沸點液體。
當選擇一根據(jù)施加的熱量不使晶體沉積在發(fā)熱元件的表面的液體作為氣泡生成液時，氣泡的產(chǎn)生是穩(wěn)定的，并能進行較好的噴射。
由于利用本發(fā)明的噴液頭的結(jié)構(gòu)也能得到前面實施例取得的效果，因此高粘度液體能夠在高噴射效率和高噴射力下噴射。
此外，當一易被熱能損壞的液體作為噴射液供應(yīng)到第一液流通道14時一不易受熱影響并能充分氣泡生成的液體供應(yīng)到第二液流通道16時，易受熱損壞的液體不會受到熱的破壞，并能在高噴射效率和高噴射力下噴射。(其它實施例)本發(fā)明和實施例的噴液頭和噴液方法的主要部分已作了介紹?，F(xiàn)在將參照附圖介紹充分提供的本發(fā)明的其它實施例。在下面的介紹中，上面所介紹的單液流通道或雙液流通道均適用于下面的實施例。如果沒有特別提出，該實施例可應(yīng)用兩種結(jié)構(gòu)。<液流通道的頂部形狀>
圖13是說明可動件和第一液流通道的列置的圖。
如圖13所示，一帶槽件50在隔離壁30的上方形成，并有一用作第一液流通道13(或者是圖1A中液流通道10)的槽。在本實施例中，靠近可動件31的自由端32的液流通道的頂部較高，使可動件31能得到一大運動角度θ。通過考慮液流通道的結(jié)構(gòu)、可動件的壽命和氣泡生成力能夠確定可動件的運動范圍。最佳方式是可動件以一包括噴液口18的軸向角的角度運動。
另外，如圖13所示，當可動件31的自由端32的位置高度移動得比噴射口18的直徑大時，能夠傳遞一更充足的噴射力。此外，由于在可動件31的支點33的液流通道頂部比在自由端32的頂部低，因此，能更有效的阻止由可動件的移動引起的壓力波向上游的逃逸。<第二液流通道和可動件的位置關(guān)系>
圖14A至14C是說明可動件和液流通道結(jié)構(gòu)的圖。圖14A是隔離壁30和可動件31的頂視圖；圖14B是除去隔離壁30的第二液流通道16的頂視圖；圖14C是展示通過部件重疊得到的可動件31和第二液流通道16的位置關(guān)系的詳圖。每個圖中的下側(cè)是放置噴射口的前側(cè)。
在本實施例中，第二液流通道16在發(fā)熱元件2的上游側(cè)有一頸部19(這提到的上游側(cè)是一大液流的上游側(cè)，該液流從第二公共液腔經(jīng)過發(fā)熱元件、可動件和第一液流通道流向噴射口)。這樣，提供了一腔(氣泡生成腔)結(jié)構(gòu)，從而在第二液流通道16中，阻止氣泡生成時施加的壓力輕易地向上游逃逸。
對于傳統(tǒng)的頭，其中相同的液流通道被用于氣泡生成和噴液，并在其中設(shè)置一頸部，以阻止在液腔中由發(fā)熱元件產(chǎn)生的壓力向公共液腔逃逸，在充分考慮到液體再填充時，液流通道在頸部的橫截面不能太小在本實施例中，大部分被噴射的液體是第一液流通道中的噴射液，不會消耗許多在設(shè)置有發(fā)熱元件的第二液流通道中的氣泡生成液，因此，在第二液流通道中，只需要少量的氣泡生成液再填充氣泡生成區(qū)域11。相應(yīng)地，由于頸部19的距離非常短，從nμm到n+μm，在第二液流通道中，由氣泡生成施加的壓力能被阻止逃逸，并且大部分能被傳遞給可動件31。進一步說，經(jīng)過可動件31、壓力能作為噴射力作用，因此，噴射效率和噴射力能進一步提高。第一液流通道的形狀不局限于上述結(jié)構(gòu)；可以采用任何能使氣泡生成產(chǎn)生的壓力有效地傳遞給可動件31的形狀。
如圖14C所示，可動件31的側(cè)面超過了構(gòu)成第二液流通道的壁，使可動件31能避免落入第二液流通道。按照這種結(jié)構(gòu)，能提供噴射液和氣泡生成液的更充分的隔離。另外，由于氣泡從縫的逃逸能被阻止，噴射壓力和噴射效率可進一步提高。進一步說，當氣泡消失時，由上游壓力提供的再填充的效果能提高。
在圖12B和13中，隨著可動件31向上移入第一液流通道14，在第二液流通道氣泡生成區(qū)域11中產(chǎn)生的氣泡40的一部分膨脹并進入第一液流通道14。第二液流通道的高度可以使氣泡膨脹并進入其它液流通道，在這種情況下的噴射力比氣泡不膨脹的情況更高。為了使氣泡膨脹以進入第一液流通道14，最佳方式是第二液流通道16的高度低于氣泡的最大高度；第二液流通道的高度最好設(shè)定為幾μm至30μm。在本實施例中，第二液流通道的高度是15μm。<可動件和隔離壁>
圖15A至15C介紹可動件其它形狀的圖。圖15A是展示矩形可動件的圖；圖15B展示了一可動件，它的支點側(cè)是窄的以有利于可動件的運動。圖15C展示一可動件，它的支點側(cè)是寬的以提高可動件的壽命在圖15A至15C中，縫35在隔離壁中形成，并形成可動件31。盡管有利于運動和壽命的最佳形狀是在支點處的寬度變窄并有一拱形的形狀，如圖14A所示，可動件也可以是不進入第二液流通道易于移動并有良好壽命的任何形狀。
在前面的實施例中，具有平板形狀的可動件31和支承可動件31的隔離壁5由鎳制成，5μm厚。能夠使用的材料不限于此；可以是相對于氣泡生成液和噴射液具有耐溶解性的任何材料，作為可動件，它的彈性足以提高充分的運動，并且，在這種材料中能形成窄縫。
這可動件，要具有高的壽命時，下列材料是較好的金屬如銀、鎳、金、鐵、鈦、鋁、鉑、鉭、不銹鋼、磷青銅或它們的合金；或者包含腈基的樹脂，如丙烯腈、丁二烯或苯乙烯，包括酰胺基的樹脂，如聚酰胺，包含羧基的樹脂，如聚碳酸脂，包含醛基的樹脂，如聚醛，包含砜基的樹脂，如聚砜，液晶聚合物樹脂，或者它們的化合物。當可動件要具有高的耐油墨腐蝕性時，下列材料是較好的金屬如金、鎢、鉭、鎳、不銹鋼、鈦或它們的合金；涂覆著如上所述的一種高耐油墨腐蝕性的金屬材料的材料；包含酰胺基的樹脂。如聚酰胺，包含醛基的樹脂，如聚醛，包含酮基的樹脂，如聚醚酮，包含亞胺基的樹脂，如聚酰亞胺，包含羥基的樹脂，如酚醛樹脂，包含乙烷基的樹脂，如聚乙烯，包含烷基的樹脂，如聚丙烯，包含環(huán)氧樹脂基的樹脂，如環(huán)氧樹脂，包含氨基的樹脂，如蜜胺樹脂，包含甲(烷)基的樹脂，如二甲苯樹脂，或者它們的化合物；或者陶瓷，如二氧化硅，或者包含它的化合物。
對于隔離壁，下列材料是好的，聚乙烯，聚丙烯，聚酰胺，聚(對苯二酸-乙二醇)，蜜胺樹脂，酚醛樹脂，環(huán)氧樹脂，聚丁二烯，聚氨脂，聚醚酮，聚醚砜，多芳基化合物，聚酰亞胺，聚砜，液晶聚合物(LCP)或其它用于最新工程塑料的樹脂和具有令人滿意的耐熱性、耐溶解性和變形性的樹脂，或它們的化合物；氧化硅；氮化硅；金屬如鎳、金或不銹鋼，它們的合金或化合物；鍍鈦或金的金屬。
為使隔離壁具備足夠的強度和作為可動件的令人滿意的運動，確定隔離壁的厚度必須考慮所用的材料和形狀。優(yōu)選方案是厚度在0.5μm到10μm之間。
在本實施例中，用于形成可動件31的縫35的寬度是2μm。當氣泡生成液和噴射液不同時，并且當不允許這兩種液體混合時，僅需將縫的寬度設(shè)定得使在兩液面間形成的彎液面能限制液體的彌散。例如，當使用約2CP(厘泊)的液體作為氣泡生成液，大于100CP的液體作為噴射液時，5厘米寬的縫能阻止兩種液體的混合。然而，縫的最佳寬度是3μm或更小。
在本發(fā)明中，可動件的厚度(tμm)是μm數(shù)量級，不包括cm數(shù)量級的厚度。當縫的寬度(Wμm)是μm數(shù)量級時，最好考慮到具有μm數(shù)量級厚度的可動件的制造差異。
當由狹縫形成的可動自由端的厚度和可動件側(cè)端的厚度等于可動件的厚度時(圖12A，12B，和13)，考慮到制造差異，縫寬度(W)厚度(t)之間的關(guān)系被設(shè)定在下而的范圍內(nèi)。這樣，能夠穩(wěn)定的限制氣泡生成液和噴射液的混合。從設(shè)計的觀點看，當使用相對于3CP的氣泡生成液的高粘度(5CP，10CP，等等)油墨時，只要滿足W/t≤1，即使在限定的條件下，也能夠長時間的阻止兩液體的混合在本發(fā)明中，當縫具有幾個μm寬度時，能夠保證它的“基本密封條件”的功能。
如上所述，當氣泡生成液和噴射液不同時，可動件基本上用作隔離元件。由于隨著氣泡的產(chǎn)生，可動件移動，當量氣泡生成液進入噴射液。同時，考慮列這個事實，對于噴墨記錄而言，形成圖像的噴射液通常具有3％至5％的顏色密度，即使當噴射液中氣泡生成液的量是20％或更少時，密度沒有大的變化。因此，本發(fā)明包括氣泡生成液和噴射液的混合液，其中氣泡生成液的量是噴射液的20％或更少在上面的實施例中，當粘度改變時，液體混合物中氣泡生成液的最大含量是15％。如果混合比率取決于驅(qū)動頻率，小于或等于5CP的氣泡生成液的混合比率最大值是10％。
更具體地，當噴射液的粘度小于或等于20CP時，氣泡生成液的混合比率能減小(例如，到5％或更低)。
現(xiàn)在將參照附圖介紹發(fā)熱元件和可動件之間的位置關(guān)系。可動件和發(fā)熱元件的形狀、尺寸和數(shù)量不局限于下面所述。在可動件和發(fā)熱元件的最佳排列中，由發(fā)熱元件產(chǎn)生的氣泡施加的壓力能有效的用作噴射壓力。
圖16展示了發(fā)熱元件的面積和噴墨量之間的關(guān)系。
按照傳統(tǒng)的噴墨記錄方法，即所謂的氣泡生成記錄方法，由向油墨供應(yīng)熱能引起條件變化，伴隨油墨體積的劇烈變化(產(chǎn)生氣泡)，油墨在條件變化所產(chǎn)生的壓力下從噴射口噴出并落在記錄介質(zhì)上以形成圖像。如圖16所示，發(fā)熱元件的面積同噴墨量成比例，并且存在一個不影響噴墨的無效氣泡生成區(qū)域S。此外，根據(jù)發(fā)熱元件上的焦化，可以發(fā)現(xiàn)無效氣泡生成區(qū)域S圍繞發(fā)熱元件形成。根據(jù)這些結(jié)果，在發(fā)熱元件周圍的約4μm寬的區(qū)域與氣泡生成無關(guān)。
為了充分利用氣泡壓力，可動件被設(shè)置得使它的可動部分直接覆蓋在有效氣泡生成區(qū)域的上方，即從發(fā)熱元件的邊緣向內(nèi)約4μm寬或更寬的內(nèi)部區(qū)域。在本實施例中，有效氣泡生成區(qū)域定義為從發(fā)熱元件的四周向內(nèi)約4μm或更寬的內(nèi)部區(qū)域。這個區(qū)域不限于此，根據(jù)發(fā)熱元件的類型和形成方法可以變化。
圖17A和17B是展示可動件和發(fā)熱元件之間的位置關(guān)系的具體的頂視圖。為58×μm的發(fā)熱元件2安排了在整個區(qū)域不同的可動件301(圖17A)和302(圖17B)。
可動件301的尺寸是53×145μm，比發(fā)熱元件2的面積小，和發(fā)熱元件2的有效氣泡生成區(qū)域一樣大。可動件301被設(shè)置得能覆蓋有效氣泡生成區(qū)域?？蓜蛹?02的尺寸是53×220μm，發(fā)熱元件2的面積大(寬度相同，支點和可動末端間的長度比發(fā)熱元件的長度長)。與可動件301一樣，可動件302被設(shè)置得能直接覆蓋有效氣泡生成區(qū)域。在下面的條件下測定了兩個可動件301和302的壽命和噴射效率。
氣泡生成液40％乙醇含水溶劑噴射液染色油墨電壓20.2V頻率3KHz關(guān)于從此實驗得到的結(jié)果，對可動件的壽命，當提供1×107次脈沖時，可動件301的支點損壞了，而即使提供3×108次脈沖時，可動件302沒有損壞。由噴射量和噴射速度得到的動能相對于輸入能量增加約1.5到2.5倍。
以上結(jié)果顯然表明，對壽命和噴射效率而言，優(yōu)選方式是可動件被設(shè)置得恰好覆蓋有效氣泡生成區(qū)域的上方，可動件的面積比發(fā)熱元件的面積大。
圖15展示了從發(fā)熱元件2的邊緣到可動件31的支點的距離和可動件31的位移距離的關(guān)系。圖19展示了發(fā)熱元件2和可動件31的位置關(guān)系，是側(cè)面結(jié)構(gòu)的橫斷面視圖。
選用了大的40×105μm的發(fā)熱元件。可以發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)熱元件2的邊緣和可動件31的支點33之間的距離L變長，位移距離變大。因此，當考慮到需要噴射油墨量，噴液的液流通道結(jié)構(gòu)和發(fā)熱元件的形狀時，能得到最佳位移量并能確定可動件支點的位置。
當可動件的支點設(shè)置在發(fā)熱元件的有效氣泡生成區(qū)域上方時，不僅由可動件的位移引起的壓力，而且氣泡壓力均直接施加給支點，使可動件的壽命惡化。按照由本發(fā)明人實施的實驗，可以確定，當支點直接設(shè)置在有效氣泡生成區(qū)域上方時，提供1×106次脈沖，可動件損壞，其壽命惡化。因此，支點應(yīng)設(shè)置在其它位置，而不是直接在發(fā)熱元件的有效發(fā)熱區(qū)域的上方，使得，即使使用的可動件以低壽命形狀形成或由低壽命材料制成，可動件的實際使用壽命變長。即使可動件的支點直接設(shè)置在有效氣泡生成區(qū)域上方，只要選擇的可動件的形狀和材料是滿足要求的，也能使該可動件的壽命變長。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，所提供的噴液頭在噴射效率和壽命方面是優(yōu)越的。<基層元件>
下面介紹裝置有向液體提供熱能的發(fā)熱元件的基層元件的結(jié)構(gòu)。
圖20A和20B是本發(fā)明噴液頭的縱向橫截面視圖。圖20A展示了具有保護膜的噴液頭，圖20B展示了沒有保護膜的噴液頭。保護膜將在后面介紹。
基層元件1包括第二液流通道16，隔離壁30，第一液流通道14和帶槽件50。帶槽件50有一槽構(gòu)成，第一液流通道14。
制作基層元件1時，用于絕緣和積累熱能的氧化硅或氮化硅薄膜106設(shè)置在硅基層107上。如圖20A和20B所示，用于形成發(fā)熱元件的如硼化給(HfB2)，氮化鉭(TaN)或鋁化鉭(TaAl)的電阻層105(0.01至0.2μm厚)和兩個如鋁的接線電極104(0.2到10μm厚)組合在薄膜106上。從兩個接線電極104向電阻層105提供電壓，通過電阻層105供應(yīng)電流以產(chǎn)生熱量。-0.1至2.0μm厚的保護層，如氧化硅或氮化硅，設(shè)置在電阻層105上、兩個接線電極104之間，在其上面，設(shè)置一防穴蝕層(0.1-0.6μm厚)，如鉭，以保護電阻層免受各種液體的損害，如油墨。
具體的說，由于在氣泡發(fā)生或消失時產(chǎn)生的壓力和沖擊波非常強，使硬且脆的氧化膜的壽命惡化，因此，使用金屬，如鉭(Ta)作為防穴蝕層。
不需要保護層的結(jié)構(gòu)取決于液體類型、液流通道結(jié)構(gòu)和電阻材料的組合。這種結(jié)構(gòu)的例子如圖20B所示。不需要保護層的電阻層材料是銥-鉭-鋁合金。
如上所述，在上面的實施例的結(jié)構(gòu)中，僅在電極之間形成電阻層(發(fā)熱部分)，或者也形成保護電阻層的保護層。
在本實施例中，發(fā)熱元件具有發(fā)熱部分，包括根據(jù)電信號產(chǎn)生熱量的電阻層。發(fā)熱元件不局限于本例中。可以使用在液體中產(chǎn)生足夠的用于噴液的氣泡的發(fā)熱元件，如具有根據(jù)接收的激光束產(chǎn)生熱量的光熱轉(zhuǎn)換器的發(fā)熱元件，或者具有根據(jù)接收的高頻產(chǎn)生熱量的發(fā)熱部分的發(fā)熱元件。
(此外，電熱轉(zhuǎn)換器不僅包括構(gòu)成發(fā)熱元件的電阻層105和向電阻層提供電信號的接線電極104，而且用于分別的驅(qū)動電熱轉(zhuǎn)換器的功能元件如傳感器，二極管，鎖存器和移位寄存器，通過半導體制造過程，可以整體地形成在基層元件1中。)為了驅(qū)動基層元件1上的電熱轉(zhuǎn)換器的發(fā)熱部分并噴液，一圖21中所示的矩形脈沖從接線電極104供應(yīng)給電阻層105，接線電極104之間的電阻層105被劇烈加熱。
圖21是展示驅(qū)動脈沖形狀的詳圖。
在前面每一實施例的噴液頭中，發(fā)熱元件由供應(yīng)的24V電壓，7μsec脈沖寬度，150mA電流和6KHz電信號驅(qū)動，使得前面提到的操作被執(zhí)行以從噴液口噴墨。驅(qū)動信號的條件不限于上述，可以使用能在液體中充分產(chǎn)生氣泡的驅(qū)動信號。<雙液流通道結(jié)構(gòu)的噴液頭結(jié)構(gòu)>
現(xiàn)在將說明具有一種噴液頭結(jié)構(gòu)的例子。其中不同的液體能被適當?shù)姆蛛x并引入第一和第二公共液腔，這種噴液頭所需零件數(shù)量減少以降低制造成本。
圖22是說明本發(fā)明的噴液頭中的供應(yīng)通道的橫截面視圖。在前面實施例中使用過的相同的參照數(shù)碼用來表示相同的零件，而不再進行說明。
在本實施例中，帶槽件50主要由具有噴射口18的噴嘴盤51、多個分別用作第一液流通道14的槽和一凹槽部分構(gòu)成，凹槽部分與第一液流通道14相連并形成向第一液流通道14供應(yīng)液體(噴射液)的第一公共液腔15。
通過將隔離壁30粘接在帶槽件50的下部能形成第一液流通道14。帶槽件50有一垂直地穿過帶槽件50到達第一公共液腔15的第一供應(yīng)通道20。此外，帶槽件50有一垂直地穿過帶槽件50通過隔離壁30到達第二公共液腔17的第二供應(yīng)通道21。
沿著第一液體供應(yīng)通道20，第一種液體(噴射液)被供應(yīng)到第一公共液腔15，進而到第一液流通道14，如圖22中箭頭C所示。沿著第二液體供應(yīng)通道21，第二種液體(氣泡生成液)被供應(yīng)到第二公共液腔17，進而到第二液流通道16，如圖22中箭頭D所示。
雖然在本實施例中第二液體供應(yīng)通道21與第一液體供應(yīng)通道20平行設(shè)置，但第二液體供應(yīng)通道的排列不限于此。只要它設(shè)置在第一公共液腔的外側(cè)，能穿過隔離壁30與第二公共液腔17相連，那么任何排列均可取。
第二液體供應(yīng)通道21的寬度(直徑)的確定要考慮到被供應(yīng)的第二種液體的量。第二液體供應(yīng)通道21的形狀無需是圓的，也可以是矩形。
通過連接帶槽件50和隔離壁30能形成第二公共液腔17。例如，如圖23中本實施例的立體分解圖所示，一公共液腔框架和第二液流通道壁由基層元件上的干膜形成，固定有隔離壁30的帶槽件50與基層元件1相聯(lián)接，從而形成第二公共液腔17和第二液流通道16。
在本實施例中，如前所述，在由金屬，如鋁制成的支撐件70上裝配基層元件1，在基層元件上設(shè)置有多個用作發(fā)熱元件的電熱轉(zhuǎn)換器，在氣泡生成液中，發(fā)熱元件產(chǎn)生熱量，通過薄膜沸騰而產(chǎn)生氣氣泡。
在基層元件1上設(shè)置有多個構(gòu)成液流通道16的槽，這些槽用第二液流通道壁形成；凹槽部分與多個氣泡生成液流通道相連并構(gòu)成了用于向各個氣泡生成液流通道供應(yīng)氣泡生成液的第二公共液腔17(公共氣泡生成液腔)；與可動件31配置在一起的隔離壁30。
帶槽件50包括當帶槽件50與隔離壁30聯(lián)接時，構(gòu)成噴射液流通道(第一液流通道)的槽；與噴射液流通道相連并構(gòu)成向各個噴射液流通道提供噴射液的第一公共液腔(公共噴射液腔)15的凹槽部分；第一供應(yīng)通道(噴射液供應(yīng)通道)20，噴射液沿該通道提供給第一公共液腔；第二供應(yīng)通道(氣泡生成液供應(yīng)通道)21，氣泡生成液沿該通道提供給第二公共液腔17。設(shè)置在第一公共液腔15外側(cè)的第二供應(yīng)通道21穿透隔離壁30，與連接第二公共液腔17的通道連通。利用這個通道，氣泡生成液供應(yīng)給第二公共液腔17而不與噴射液混合。
按照基層元件1、隔離壁30和帶槽件50之間的位置關(guān)系，可動件31設(shè)置得與基層元件1中的發(fā)熱元件2對應(yīng)，噴射液流通道14設(shè)置得與可動件31對應(yīng)。雖然在本實施例中帶槽件上只形成一個第二供應(yīng)通道，但是，根據(jù)所供應(yīng)的液體量，也可以形成多個供應(yīng)通道。此外，可以確定噴射液供應(yīng)通道20和氣泡生成液供應(yīng)通道21的橫截面積與供應(yīng)量成正比。通過優(yōu)選通道的橫截面積，構(gòu)成帶槽件50的零件的尺寸可以制造得更小。
如上所述，按照本實施例，第二種液體沿第二供應(yīng)通道供應(yīng)給第二液流通道，第一種液體沿第一供應(yīng)通道供應(yīng)給第一液流通道，第二供應(yīng)通道和第一供應(yīng)通道用同一帶槽件的帶槽頂板形成。因而，能減少零件，縮短制造過程，降低制造成本。
此外，在本實施例中，第二種液體供應(yīng)到與第二液流通道相連的第二公共液腔是沿第二液流通道在一個方向進行的，使得分離第一和第二液體的隔離壁被穿透。因此，連接隔離壁、帶槽件和帶發(fā)熱元件的基層的工序只需進行一次，聯(lián)接精度提高了，導致令人滿意的噴液。
由于第二種液體通過隔離壁供應(yīng)到第二液體公共液腔，能保證第二種液體供應(yīng)到第二液流通道，并供應(yīng)充足量的液體。因此，能夠進行穩(wěn)定的噴液。<噴射液和氣泡生成液>
如前面的實施例所述，按照本發(fā)明，利用具有可動的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的噴液頭相比，液體能在更大的噴射力和更高的噴射效率下快速噴射。當使用同一液體作為噴射液和氣泡生成液時，液體不受發(fā)熱元件提供的熱量的破壞，即使在加熱時也幾乎沒有沉淀沉積在發(fā)熱元件上，并能利用熱量進行蒸發(fā)和凝縮的可逆條件變化。進一步說，各種不導致液流通道，可動件和隔離壁惡化的液體都能使用。
用來記錄的液體(記錄液)的成分同傳統(tǒng)的氣泡生成設(shè)備使用的油墨的成分相同。
另一方面，當使用本發(fā)明的雙液流通道結(jié)構(gòu)噴液頭時，噴射液和氣泡生成液是不同的，具有上述性質(zhì)的液體能被用作氣泡生成液。更具體的，氣泡生成液包括甲醇，乙醇，n-丙醇，異丙醇，n-己烷，n-庚烷，n-辛烷，甲苯，二甲苯，亞甲基二氯化物，三氯乙烯，氟氯烷TF，氟氧烷BF，乙醚，二噁烷，環(huán)己烷，亞甲基乙酸鹽，乙基乙酸鹽，丙酮，丁酮，水，或它們的混合物。
各種類型的液體都能用作噴射液，與氣泡生成性質(zhì)和熱學性質(zhì)無關(guān)。此外，具有低氣泡生成性質(zhì)的液體，易受熱影響或惡化的液體，或高粘度液體，所有這些在傳統(tǒng)意義上難于噴射的液體，均可用作噴射液。
最佳性能是噴射液的性能不因為液體的反應(yīng)或同氣泡生成液的反應(yīng)而影響噴射、氣泡生成和可動件的運動。
高粘度油墨也能用作記錄用的噴射液。此外，易受熱損壞的醫(yī)藥液體和芳香液體也能用作其它例子的噴射液。
按照本發(fā)明，具有下面成分的油墨被用作記錄液，能用于噴射液和氣泡生成液兩者。由于通過噴射力的改善噴墨速度提高了，從而提高了液滴在記錄介質(zhì)上的記錄精度，能得到令人滿意的記錄圖像。
染色油墨，粘度2CP(比色指數(shù)，食用黑2號)染料3wt％二甘醇 10wt％硫二甘醇5wt％乙醇3wt％水 77wt％此外，具有下面成分的氣泡生成液和噴射液能一起使用，并被噴射以進行記錄。因此，不僅是傳統(tǒng)頭中難于噴射的幾十CP粘度的液體，而且是150CP的高粘度液體能令人滿意的噴射，得到高質(zhì)量圖像。
氣泡生成液1乙醇 40wt％水 60wt％氣泡生成液2水 100wt％氣泡生成液3異丙基醇 10wt％水 90wt％噴射液1 炭黑5wt％色素油墨(約15cp粘度)苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸乙基共聚物(氧化140，平均分子重量8000)1wt％單乙醇胺0.25wt％
甘油 69wt％硫二甘醇 5wt％乙醇 3wt％水16.75wt％噴射液2聚乙二醇200(55cp粘度)100wt％噴射液3聚乙二醇600(150cp粘度) 100wt％在傳統(tǒng)意義上，當使用難于噴射的液體時，低噴射速度加大了噴射方向的差異，反過來影響了記錄介質(zhì)上的液滴著落精度，由于不穩(wěn)定噴液引起的噴液量的變化，不易得到高質(zhì)量的圖像。利用上面實施例的結(jié)構(gòu)，通過使用氣泡生成液能充分地，穩(wěn)定地產(chǎn)生氣泡以穩(wěn)定地噴射高粘度液體。因此，能夠提高液滴落在記錄介質(zhì)上的精度能穩(wěn)定噴墨的量相應(yīng)地，極大的提高記錄圖像的質(zhì)量。<噴液頭的制造>
現(xiàn)在介紹本發(fā)明噴液頭的制造過程。
為了制造圖2展示的噴液頭，支撐可動件31的基座34通過與干膜結(jié)合在基層元件1上形成。可動件31粘接或焊接在基座34上。然后，帶有多個用作液流通道10的槽的帶槽件和用作公共液腔13的凹槽部分粘接在基層元件1上，使得槽與可動件相對應(yīng)。
現(xiàn)在介紹圖10和23展示的具有雙液流通道結(jié)構(gòu)的噴液頭的制造過程。
圖23是本發(fā)明噴液頭的分解立體圖。
概括的說，在基層元件1上形成第二液流通道16的壁，隔離壁30安裝到通道壁上。然后，其上形成有用作第一液流通道14的槽的帶槽件50被粘接到總的結(jié)構(gòu)上。另一種方式，在第二液流通道16壁形成后，安裝附有隔離壁30的帶槽件50被粘接到通道壁上。此后，噴液頭制作完成。
現(xiàn)在詳細介紹第二液流通道的制作方法。
圖24A至24E是說明本發(fā)明噴液頭制作方法的圖。
在本實施例中，如圖24A所示，使用與半導體制作工藝使用的相同的制造設(shè)備在基層元件(硅片)1上形成電熱轉(zhuǎn)換器，電熱轉(zhuǎn)換器由硼化鉿或氯化鉭制成帶有發(fā)熱元件2。然后，清洗基層元件1的表而以改善在下面的步驟貼合光敏樹脂的附著力。為進一步提高附著力，使用紫外線臭氧對基層元件表面進行改進，一種包括硅烷LA189，由Nihon Unika有限公司生產(chǎn))的溶液用乙醇稀釋到1wt％，并旋涂在改進的表面上。
然后，清洗表面，一紫外線光敏樹脂薄膜(干膜SY-138，由東京Ohka Kogyo有限公司生產(chǎn))DF疊層在已改善附著力的基層1上，如圖24B所示。
如圖24C所示，光掩膜PM放置在干膜DF上而，用紫外線照射，經(jīng)過光掩膜PM，一部分干膜DF作為第二液流通道壁保留下來，曝光步驟采用佳能公司生產(chǎn)的MPA-600以約600mJ/cm2的曝光量進行。
接下來，如圖24D所示，干膜DF在由二甲苯和構(gòu)成的顯影液(BMRC-3東京OHka Hogyo有限公司生產(chǎn))中沖洗，沒有曝光的部分溶解了，經(jīng)過曝光和處置的部分形成了第二液流通道16的壁?；鶎釉?表面上的剩余物用氧氣等離子拋光設(shè)備(MAS-800由Alkantec有限公司生產(chǎn))加工90秒并清理。然后，組合的基層1在150℃用100mJ/cm2的紫外線照射兩小時，以徹底處理曝光部分。
利用上述方法，第二液流通道由多個加熱板精確的統(tǒng)一的形成利用分割上述硅基層而得到多個加熱板(基層元件)。硅基層用裝有0.05mm厚金剛石刀片的切割機(AWD-4000東Seimitsu有限公司生產(chǎn))分割成基層元件1。被分離的加熱板同粘結(jié)劑(SE4400Toray工業(yè)公司)固定在鋁底板70上(圖27)。然后，預(yù)先粘接到鋁底板70上的打印接線板71用0.05mm直徑的鋁線(未顯示)聯(lián)接到加熱板1上。
如圖24E所示，由帶槽件50和隔離壁30組成的組件按照上述方法定位并粘接到已得到的加熱板1上。即，帶有隔離壁30的帶槽件50和加熱極1互相定位，并通過壓板彈簧78聯(lián)接固定在一起。然后，油墨1氣泡生成液體供應(yīng)件80被粘接到鋁底板70上，鋁線之間的縫隙和帶槽件50、加熱板1和油墨/氣泡生成液供應(yīng)件80之間的縫隙用硅(TSE 399東芝硅有限公司生產(chǎn))密封。
由于第一液流通道是通過上述方法形成的，它們能夠相對于加熱板上相應(yīng)的加熱器準確的定位。特別地，當帶槽件50和隔離壁30被預(yù)先粘接在一起時，能夠提高第一液流通道14和可動件31的位置精度。
通過這種高度精度制造工藝，能穩(wěn)定噴液，并提高打印質(zhì)量。進一步說，由于噴液頭能在單片上形成，因此，能以低成本制造大量的噴液頭。
雖然在本發(fā)明中，使用了紫外線處置型干膜以形成第二液流通道，但是具有紫外線吸收波段，尤其是248mm左右的樹脂均可使用。在樹脂被層疊并處置后，作為第二液流通道的那部分樹脂由激元層直接清理以提供給噴液頭。
另一種制造方法。
圖25A至25D是介紹本發(fā)明噴液頭的制造方法的圖。
在本例中，如圖25A所示，一15μm厚的保護層101按第二液流通道的形狀形成在SUS基層100上。
然后，如圖25B所示，在SUS基層100上進行電鍍，15μm厚的鎳層102生長在SUS基層100上。電鍍液包括硫酸鎳、應(yīng)力降低劑(Zeroall世界金屬公司生產(chǎn))、硼酸、防蝕劑(NP-APS世界金屬公司生產(chǎn))和氯化鎳。關(guān)于電鍍時電場的設(shè)置，一個電極配置在陽極，組合的SUS基層100配置在陰極，電鍍液溫度是50℃，電流密度是5A/cm2。
接下來，如圖25C所示，超聲振動傳遞給已完成電鍍的SUS基層100，鎳層102從SUS基層100剝離，并用來形成期望的第二液流通道。
用半導體所用的相同的制作設(shè)備使放置有電熱轉(zhuǎn)換器的加熱板形成在硅片上。與前面的實施例一樣，硅片被切割機分割成加熱板。加熱板1被接合到鋁底板70上，打印接線板104被接合到加熱板上，打印接線板71與鋁線(未顯示)相連以提供電線。如圖25D所示，已得到的第二液流通道對著發(fā)熱板1定位并固定。這些零件由安裝有隔離壁30的底板和壓板彈簧以與第一實施例相同的方式聯(lián)接并固定。這樣，液流通道和加熱板僅需在原位固定，致使當連接底板時，不會發(fā)生位置移動。
在本例中，涂覆紫外線固化粘結(jié)劑(Amicon UV-300日本Grace公司)用于定位和安裝，組合結(jié)構(gòu)用紫外線輻照設(shè)備以100ml/cm2的曝光量照射3秒以完成安裝。
按照上述方法，第二液流通道相對于發(fā)熱元件能精確的定位，由于液流通道壁由鎳形成，它們不易受堿性液體影響。因此，能夠提供可靠的噴液頭。
另一種制造方法。
圖26A至26D是說明本發(fā)明噴液頭制造方法的圖。
在本實施例中，如圖26A所示，保護層103涂在15μm厚的SUS基層100的兩側(cè)，SUS基層有對準孔或?qū)蕵擞?00a東京Ohka Kogyo公司生產(chǎn)的PMERP-AR900用作保護層103。
然后，如圖26B所示，用曝光設(shè)備(MPA-600佳能公司生產(chǎn))進行曝光，以便調(diào)整基層元件100的對準孔100a，在要形成第二液流通道的部分除去保護層103。曝光以800mJ/cm2的曝光量進行。
接下來，如圖26C所示，在兩側(cè)組合有保護層103的SUS基層100被浸入侵蝕液(氧化鐵(II)或氯化銅(II)的水容液)中，沒有保護層103的曝光部分被侵蝕掉。然后，剝離保護層。
最后，如圖26D所示，用與前面實施例相同的方式，將被侵蝕的SUS基層100定位并安裝到加熱板1上，以提供具有第二液流通道16的噴液頭。
按照本例的方法，第二液流通道能相對于加熱器精確的定位。由于液流通道由SUS形成，它們不易受酸液和堿液的破壞。因此，能夠提供可靠的噴液頭。
如上所述，按照上面實施例的方法，由于第二液流通道壁已預(yù)先形成在基層元件上，電熱轉(zhuǎn)換器和第二液流通道能精確的定位。在加熱板被分成多個基層元件前，第二液流通道能與這些多個基層元件同時形成，從而，能以低成本提供大量的噴液頭。
此外，在用本實施例的上述方法制造的噴液頭中，由于發(fā)熱元件和第二液流通道的精確定位，由電熱轉(zhuǎn)換器提供熱能產(chǎn)生的氣泡所產(chǎn)生的壓力能被有效的接收，并得到較高的噴射力。<噴液頭箱>
將簡要的安裝本發(fā)明噴液頭的噴液頭箱。
圖27是噴液頭箱的分解立體圖。
如圖27所示，噴液頭箱主要包括噴液頭200和液體盒90。
噴液頭200包括基層元件1，隔離壁30，帶槽件50，壓板彈簧78，液體供應(yīng)件90和支撐件70。如前所述，多個發(fā)熱阻件在基層元件上成行排列以向氣泡生成液提供熱能。此外，多個功能元件設(shè)置在基層元件1上，以交替的驅(qū)動發(fā)熱阻件，在基層元件1和帶可動件的隔離壁30之間界定了氣泡生成液通道，氣泡生成液沿此通道流動。通過將隔離壁30粘接到帶槽件50上界定了噴射液通道，噴射液沿此通道流動。
壓板彈簧78通過向基層元件1施加壓力作用在帶槽件50上。利用這個壓力，基層元件1，隔離壁30，帶槽件50和后面將介紹的支撐件70令人滿意的裝配在一起。
支撐件70用來支撐基層元件1。在支撐件上安置著接線板71和接觸墊72。接線板71與基層元件1相連以提供電信號。接觸墊72與一設(shè)備相連，利用該設(shè)備交換電信號。
液體盒90中分別裝有提供給噴液共的噴射液，如油墨和用于氣泡生成的氣泡生成液。在液體盒90的外面配置有定位件94和固定軸95，定位件94用于確定連接噴液頭和液體盒的連接件的位置，固定軸95用于固定連接部分。噴射液從液體90中的噴射液供應(yīng)通道92沿在接件中的供應(yīng)通道84供應(yīng)到液體供應(yīng)件80中的噴射液供應(yīng)通道81中，最終，經(jīng)過各個件的噴射液供應(yīng)通道83，71和21到達第一公共液腔。同樣的，氣泡生成液從液體盒90中的氣泡生成液供應(yīng)通道93沿連接件中的供應(yīng)通道供應(yīng)到液體供應(yīng)件80中的氣泡生成氣泡生成液供應(yīng)通道82，最終，經(jīng)過各個件的氣泡生成液供應(yīng)通道84，71和22到達第二公共液腔。
對于噴液頭箱，已經(jīng)介紹了當氣泡生成液和噴射液不同時的供應(yīng)路線和液體盒。當兩液體相同時，供應(yīng)路線和液體盒不需要分別地供應(yīng)氣泡生成液和噴射液。
當初始液體用完后，液體盒通過再填充液體可繼續(xù)使用。為做到這點，最好為液體盒配置液體注入口。噴液頭和液體盒可以是整體形成或分割形成。<噴液設(shè)備>
圖28是介紹噴液設(shè)備結(jié)構(gòu)的簡圖。
在本實施例中，將介紹用油墨作為噴射液的噴墨記錄設(shè)備。在噴液設(shè)備的頭架HC上安裝有頭箱，容有油墨的液體盒90和噴液頭200活動安裝在頭箱上。頭架HC在記錄介質(zhì)150如記錄紙張的寬度方向往復運動，記錄介質(zhì)由記錄介質(zhì)送進裝置送進。
當驅(qū)動信號從驅(qū)動信號供應(yīng)裝置(未顯示)供應(yīng)給頭架HC上的噴液裝置時，液體從噴液頭向記錄介質(zhì)噴射。
本發(fā)明的噴液設(shè)備包括馬達111、齒輪112和113、支架軸115。馬達111作為動力源，驅(qū)動記錄介質(zhì)送進裝置和頭架HC，齒輪112和113將動力源的力傳遞給頭架HC。當利用這種記錄設(shè)備，按照噴液方法向各種記錄介質(zhì)噴液時，能得到令人滿意的圖像。
圖29是說明利用本發(fā)明的噴液方法和噴液頭通過噴墨記錄圖像的記錄設(shè)備的整體布置的框圖。
記錄設(shè)備從主計算機300接收作為控制信號的打印數(shù)據(jù)401。打印數(shù)據(jù)臨時存在輸入接口301中。同時，打印數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成設(shè)備內(nèi)部能處理的數(shù)據(jù)，并將最后的數(shù)據(jù)傳送給作為頭驅(qū)動信號供應(yīng)裝置的CPU302。根據(jù)ROM303中存貯的控制程序，CPU302利用輔助系統(tǒng)，如RAM304處理接收的數(shù)據(jù)，將行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)。
此外，為了在記錄紙張的合適位置記錄圖像數(shù)據(jù)(CPU302利用圖像數(shù)據(jù)準備用于驅(qū)動馬達的驅(qū)動數(shù)據(jù)，所述馬達使記錄紙張和記錄頭同步運動。圖像數(shù)據(jù)和馬達驅(qū)動數(shù)據(jù)分別的經(jīng)過頭驅(qū)動器307和馬達驅(qū)動器305傳送給頭200和驅(qū)動馬達306，驅(qū)動馬達在被控制的時間驅(qū)動以形成圖像。
能用于上述記錄設(shè)備并能向其上噴液/墨的記錄介質(zhì)可以是下面各種之一紙，OHP紙，用于致密盤和裝飾薄板的塑性材料，纖維，金屬如鋁或銅，皮毛如、豬皮或工藝羽毛，木材如膠合板、竹子，陶瓷如瓷磚，或者三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)如海綿。
記錄設(shè)備包括在各種紙和OH紙上打印的打印機；在塑性材料，如致密盤上記錄的塑性記錄設(shè)備；在金屬板上記錄的金屬記錄設(shè)備；在皮毛上記錄的皮毛記錄設(shè)備；在木材上記錄的木材記錄設(shè)備；在陶瓷上記錄的陶瓷記錄設(shè)備，在三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如海綿上記錄的記錄設(shè)備，在纖維上記錄的紡織印刷設(shè)備。
與各個記錄介質(zhì)和記錄條件匹配的液體能夠用作這些噴液設(shè)備的噴射液。<記錄系統(tǒng)>
現(xiàn)在將介紹采用本發(fā)明的噴液頭作為記錄頭在記錄介質(zhì)上記錄圖像的噴墨記錄系統(tǒng)的例子。
圖30是介紹采用本發(fā)明的噴液頭201a至201d的噴墨記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)詳圖。
噴液頭201是滿行型的，其上有多個沿對應(yīng)于記錄介質(zhì)227的有效記錄寬度的長度方向以360dpi間隔設(shè)置的噴射口。四個對應(yīng)于顏色黃(Y)、品紅(M)、青(C)和黑(Bk)的記錄頭由支架202按X方向的預(yù)定間距相互平行的支撐。
信號由包括驅(qū)動信號供應(yīng)裝置的頭驅(qū)動器307供應(yīng)給這四個記錄頭，記錄頭對應(yīng)于信號被驅(qū)動。
四色油墨Y、M、C和BK由油墨盒204a至204d分別的供應(yīng)給記錄頭。氣泡生成液盒204e用于保存氣泡生成液。氣泡生成液由該盒供應(yīng)給記錄頭。
頭蓋203a至203d具有內(nèi)部的油墨吸收件，如海綿，頭蓋安置在各個記錄頭下面。當不進行記錄時，蓋203a～203d蓋住記錄頭201的噴射口以保護它們。
傳送帶206是送進裝置，用于送進前面實施便介紹的各種記錄介質(zhì)，傳送帶206沿預(yù)定路線由輥支撐放置，并由與馬達驅(qū)動器305相連的驅(qū)動軸驅(qū)動。
在本噴墨記錄系統(tǒng)中，預(yù)處理器251和后處理器252分別設(shè)置在記錄介質(zhì)送進線路的上游和下游，在打印進行前后對記錄介質(zhì)進行不同的處理。
預(yù)處理和后處理的差異取決于記錄介質(zhì)類型和油墨類型。例如，作為預(yù)處理，如金屬、塑料和陶瓷的記錄介質(zhì)用紫外線和臭氧照射，以增加油墨的附著其它記錄介質(zhì)，如塑料，易于產(chǎn)生靜電，會在表面吸附塵土，從而影響記錄算處理。因此，作為這種介質(zhì)的預(yù)處理，用電離劑除去記錄介質(zhì)的靜電，從而去除記錄介質(zhì)表面的塵土。此外，當纖維被用作記錄介質(zhì)時，作為預(yù)處理，為了改善防滲能力和抽空度，向記錄材料提供堿性物質(zhì)，含水物質(zhì)，合成聚合物，含水金屬鹽，尿素或硫脲。預(yù)處理不限于上面所提及的，它們還涉及記錄介質(zhì)溫度的設(shè)定，以確定適于記錄的溫度。
后處理包括熱處理，用紫外線照射促進油墨附著的固化處理，或去除預(yù)處理提供的、印刷過程中沒有去除的處理劑的處理。
在本實施例中，采用了滿行型噴液頭，但噴液頭的類型不限于此。前面述及的致密頭可以在記錄介質(zhì)的寬度方向移動以記錄圖像。<頭附件>
現(xiàn)在介紹包括本發(fā)明的噴液頭的頭附件的構(gòu)成。
圖31是展示頭附件的詳圖。
在圖31中，頭附件的附件箱501是裝有本發(fā)明的頭510，油墨盒520，油墨再填充裝置530。頭510具有用于噴墨的噴墨部分511；油墨盒520是液體盒，既能作為頭510的一部分也可作為單獨的部分；油墨再填充裝置530用于容納油墨以備再填充油墨盒520。
當油墨盒520中的油墨用完時，油墨再填充裝置的插入部分(注射針頭)531部分地插進油墨盒520的聯(lián)通口521，該口與頭相通，或者插進油墨盒壁上的開口，致使油墨再填充裝置中的油墨經(jīng)過插入部分531能傳輸給油墨盒520。
鑒于本發(fā)明的噴液頭，油墨盒和油墨再填充裝置裝在一單獨的附件箱中并構(gòu)成一個頭附件，即使在油墨用完時，也能容易的再填充油墨并迅速恢復記錄。
雖然本實施例的頭附件具有油墨再填充裝置，但也可采用其它類型的沒有配置油墨再填充裝置的頭附件，在這種類型的附件箱510中裝有充滿油墨的單獨的油墨盒和噴液頭。
雖然在圖31中僅展示了再填充油墨盒的油墨再填充裝置，除油墨盒之外用于再填充氣泡生成液盒的氣泡生成液再填充裝置也可裝在附件箱中。
現(xiàn)在將參照附圖介紹本發(fā)明的幾個例子。(例1)圖32A和32B是本發(fā)明例1的噴液頭的主要部分的橫截面圖。
如圖32A和32B所示，噴液頭包括液體被噴射出；所經(jīng)過的噴射口，718具有圓管形狀的第一供應(yīng)通道720；第一液流通道714，由不銹鋼形成，供應(yīng)到第一供應(yīng)通道720的液體沿該通道流向噴射口718；發(fā)熱元件702，用于提供熱能以在液體中氣泡生成；基層元件701，由鋁制的支撐件770支撐，其上安置有發(fā)熱元件702；第二供應(yīng)通道721，氣泡生成液從第二液腔沿該通道供應(yīng)；第二液流通道716，供應(yīng)到第二供應(yīng)通道721的液體沿該通道流向氣泡生成區(qū)域711；可動件731，可通過氣泡生成區(qū)域711產(chǎn)生的氣泡施加的壓力移動；包括可動件731的隔離壁730，第一供應(yīng)通道720與保存噴射液的第一液腔(未顯示)相連，噴射液從第一液腔供應(yīng)。第一液流通道714與噴射口718和第一供應(yīng)通道720相連。第二供應(yīng)通道721與貯存在氣泡生成區(qū)域711中用于氣泡生成的氣泡生成液的第二液腔(未顯示)相連，氣泡生成區(qū)域711位于發(fā)熱元件702上方。第二液流通道與第二供應(yīng)通道721相聯(lián)?？蓜蛹?31正對氣泡生成區(qū)域711，可動件731有一靠近噴射口718的自由端，在另一端有支點，可動件安置得使第一液流通道714和第二液流通道716分開。當氣泡生成區(qū)域711氣泡生成時，可動件731受氣泡壓力的作用向第一液流通道714移動。并將第一液流通道714與第二液流通道716聯(lián)通隔離壁730分隔第一液流通道714和第二液流通道716。第一供應(yīng)通道720不限于有環(huán)形截面的管形，也可以是矩形橫截面的管形。形成第一液流通道714的零件具有與支撐件770相同的熱膨脹系數(shù)。
現(xiàn)在詳細介紹第一供應(yīng)通道720和第二供應(yīng)通道721的結(jié)構(gòu)。
圖33A和圖33B是圖32A和32B中展示的第二供應(yīng)通道721的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖33A展示了為每個第二液流通道716配置的第二供應(yīng)通道721，圖33B展示了與隔離壁730整體形成，僅配置在左右兩側(cè)的第二液流通道721。圖34A和圖34B是圖32A和32B展示的第一供應(yīng)通道720和第二供應(yīng)通道721的后視圖。圖34A展示了為每個第二液流通道716配置的第二供應(yīng)通道721，圖34B展示了與隔離壁730整體形成，僅配置在左右側(cè)的第二供應(yīng)通道721。
如圖33，33B，34A和34B所示，第二供應(yīng)通道721和對應(yīng)其配置的第二供應(yīng)口721a能夠配置給每個第二液流通道716，或者當通道721與隔離壁730整體形成時，僅配置在左右側(cè)。液體從第一供應(yīng)通道720的兩側(cè)供應(yīng)。
圖35至37是本發(fā)明噴液頭的立體圖。圖35展示了一噴液頭，其中隔離壁是整體形成，第二供應(yīng)通道反配置在左右側(cè)。圖36展示了一噴液頭，其中隔離壁是整體形成，為每一第二液流通道配置了第二供應(yīng)通道。圖37展示了一噴液頭，其中隔離壁對于每一液流通道是分離開的。
現(xiàn)在介紹這種結(jié)構(gòu)的噴液頭的操作。
噴射液從第一供應(yīng)通道720經(jīng)過第一供應(yīng)口720a供應(yīng)到第一液流通道714。氣泡生成液從第二供應(yīng)通道721經(jīng)過第二供應(yīng)口721a供應(yīng)到第二液流通道716。同時，可動件731將第一液流通道714同第二液流通道716分隔。
通過發(fā)熱元件702產(chǎn)生的熱量，在氣泡生成區(qū)域711產(chǎn)生一個氣泡。隨著氣泡的長大，可動件731的自由端移向第一液流通道714，使得第一液流通道714與第二液流通道716相聯(lián)。
因此，根據(jù)可動件731的移動，氣泡生成液施加的壓力沿可動件731指向噴射口718，第一液流通道714中的液體能通過噴射口718高效的噴射。
當氣泡收縮并最終消失時，可動件731閉合并再次分隔開第一液流通道714和第二液流通道716。
當可動件731閉合時，噴射液從第一供應(yīng)通道720經(jīng)過第一供應(yīng)口720a供應(yīng)到第一液流通道714，在噴射口718附近的區(qū)域進行再填充。氣泡生成液從第二供應(yīng)通道721經(jīng)過第二供應(yīng)口721a供應(yīng)到第二液流通道716，在氣泡生成區(qū)域711附近的區(qū)域進行再填充。
上述由多個基層元件構(gòu)成的噴液頭是細長形的。管形的第一供應(yīng)通道720和第二供應(yīng)通道721是整體形成，在制造過程中，這個組被插進噴液頭。(例2)圖38是本發(fā)明例2的噴液頭的主要部分的橫截面圖。
如圖38所示，噴液頭包括噴射口818，通過該口噴射液體；具有圓管形狀的第一供應(yīng)通道820，第一液流通道814，由不銹鋼制成，供應(yīng)到第一供應(yīng)通道820的液體沿該通道流向噴射口818；發(fā)熱元件802，用于提供熱能以在液體中氣泡生成；基層元件801，由鋁制的支撐件870支撐，其上安置有發(fā)熱元件802；具有圓管形狀的第二供應(yīng)通道821，氣泡生成液從第二液腔沿該通道供應(yīng)；第一液流通道816，供應(yīng)到第二供應(yīng)通道821的液體沿該通道流向氣泡生成區(qū)域811；可動件831，可通過氣泡生成區(qū)域811產(chǎn)生的氣泡施加的壓力移動；隔離壁830，其包括可動件831。第一供應(yīng)通道820與保存噴射液的第一液腔(未顯示)相連，噴射液從第一液腔供應(yīng)。第一液流通道814與噴射口818和第一供應(yīng)通道820相連。第二供應(yīng)通道821與保存在氣泡生成區(qū)域811中以備氣泡的氣泡生成液的第二液腔(未顯示)相連，氣泡生成區(qū)域811位于發(fā)熱元件802的上方。第二液流通道與第二供應(yīng)通道821相聯(lián)?？蓜蛹?31正對氣泡生成區(qū)域811，可動件831有一靠近噴射口818的自由端，在另一端有支點，可動件安置得使第一液流通道814和第二液流通道816分開。當氣泡生成區(qū)域811氣泡生成時，可動件813受氣泡壓力的作用向第一液流通道814移動，并將第一液流通道814與第二液流通道816聯(lián)通。隔離壁830分隔開第一液流通道814和第二液流通道816。第一供應(yīng)通道820不限于有環(huán)形橫截面的管形，也可以是有矩形橫截面的管形。形成第一供應(yīng)通道814的零件具有與支撐件870相同的熱膨脹系數(shù)。
現(xiàn)在詳述第一供應(yīng)通道820和第二供應(yīng)通道821的結(jié)構(gòu)。
圖39是說明圖38展示的第一供應(yīng)通道820和第二供應(yīng)通道821的結(jié)構(gòu)的圖。
如圖39所示，液體從兩側(cè)供應(yīng)到均是管形的第一供應(yīng)通道820和第二供應(yīng)通道821。液體經(jīng)過第一供應(yīng)口820a和第二供應(yīng)口821a供應(yīng)至第一液流通道814和第二液流通道816。
上述由多個基層元件構(gòu)成的噴液頭是細長形的。具有管形的第一供應(yīng)通道820和第二供應(yīng)通道是整體形成，在制造過程中，這個組件被插入噴液頭。此外，如圖39所示，在形成第一供應(yīng)通道820和第二供應(yīng)通道821的過程中，供應(yīng)液體的兩端在供應(yīng)通道820和821形成后進行裝配。
現(xiàn)在介紹噴液頭的恢復操作。
圖40A至40D是介紹本發(fā)明的噴液頭進行恢復操作的圖。
如圖40A至40D所示，在噴液頭進行的恢復操作中，首先，關(guān)閉被供應(yīng)噴射液的第一供應(yīng)通道820，被供應(yīng)氣泡生成液的第二供應(yīng)通道821進行循環(huán)恢復(圖40A)。
然后，在關(guān)閉第一供應(yīng)通道820的同時，在第二供應(yīng)通道821中，壓力從兩側(cè)施加以從第二供應(yīng)口821a排放氣泡生成液(圖40B)。
接下來，關(guān)閉第二供應(yīng)通道821，第一供應(yīng)通道820進行循環(huán)恢復(圖40C)。
最后，在關(guān)閉第二供應(yīng)通道821的同時，第一供應(yīng)通道820被從兩側(cè)加壓，從而從第一供應(yīng)口820a排放噴射液，并排放混在噴射液中的氣泡生成液(圖40D)。(例3)圖41A至41C是說明本發(fā)明例3的圖。圖41A展示了一噴液頭，其中氣泡滯留在第二液流通道靠近噴射口處。圖41B展示了一噴液頭，滯留的氣泡已從其中除去。圖41C展示了一噴液頭，其中一壁伸展至可動件下。
如圖41A所示，在噴液頭中，其中通過發(fā)熱元件902提供的熱量在氣泡生成區(qū)域911產(chǎn)生氣泡，可動件通過施加的壓力移向第一液流通道914，使第一液流通道914中的液體通過噴射口918噴射，氣泡生成區(qū)域911產(chǎn)生的氣泡滯留在第二液流通道916中比可動件931更靠近噴射口918的位置，供應(yīng)通道的恢復困難。
接下來，如圖41B所示，氣泡生成區(qū)域911前面的壁936伸展至可動件931的自由端處，除去了圖41A中所示的A部分。因此，不存在在氣泡生成區(qū)域911產(chǎn)生的氣泡生成滯留的區(qū)域。
另外，如圖41C所示，當氣泡生成區(qū)域911前面的壁伸展至可動件下時，壁936可用作限制可動件931向下運動的元件。從而確保第一液流通道914和第二液流通道916的分隔，相應(yīng)的，噴射液和氣泡生成液分隔存放。
鑒于本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，能夠獲得下列效果。
(1)噴射液從第一液腔經(jīng)過第一供應(yīng)通道和第一液流通道流向噴射口，氣泡生成液從第二液腔經(jīng)過第二供應(yīng)通道和第二液流通道流向在發(fā)熱元件上形成的氣泡生成區(qū)域。由于噴射液和氣泡生成液是分離的，噴射液不與發(fā)熱元件產(chǎn)生接觸。因此，當噴射液易受熱損壞時，沒有由過熱引起的沉淀沉積在發(fā)熱元件上。
這樣，增加了所用的噴射液的種類，易于受熱損壞的液體也可被使用。
(2)利用細長的噴液頭，能均勻穩(wěn)定地實現(xiàn)快速再填充。
(3)對于管狀的第一和第二供應(yīng)通道的整體形成，即使當噴液頭是細長型并設(shè)置有多個基層元件時，仍能采用傳統(tǒng)的制造方法。
權(quán)利要求
1.一種噴液頭，包括與噴射口相連的第一液流通道，用于噴射液體；具有氣泡生成區(qū)域的第二液流通道，在氣泡生成區(qū)域中通過對液體加熱產(chǎn)生氣泡；設(shè)置在所述第一液流通道和所述氣泡生成區(qū)域之間的可動件，其在所述噴射口側(cè)有一自由端，所述自由端在所述氣泡生成區(qū)域中所產(chǎn)生的氣泡壓力的作用下移向所述第一液流通道，使壓力指向所述噴射口；其特征在于，設(shè)置多個所述第一液流通道，向第一液腔提供液體的第一供應(yīng)通道經(jīng)過多個第一供應(yīng)口與所述第一液腔相通，所述第一液腔與多個所述第一液流通道共同相通。
2.如權(quán)利要求1的一種噴液頭，其特征在于，設(shè)置多個所述第二液流通道，設(shè)置與所述多個第二液流通道共同相通的第二液腔和向所述第二液腔提供液體的第二供應(yīng)通道。
3.如權(quán)利要求1的一種噴液頭，其特征在于，對應(yīng)于所述氣泡生成區(qū)域，為所述第二液流通道設(shè)置一產(chǎn)生熱量的發(fā)熱元件。
4.如權(quán)利要求3的一種噴液頭，其特征在于，所述發(fā)熱元件設(shè)置在基層元件中。
5.如權(quán)利要求4的一種噴液頭，其特征在于，設(shè)置一支撐件，用于支撐所述基層元件。
6.如權(quán)利要求2的一種噴液頭，其特征在于，所述第一和第二供應(yīng)通道是整體形成。
7.如權(quán)利要求5的一種噴液頭，其特征在于，形成所述第一供應(yīng)通道的零件的熱膨脹系數(shù)幾乎等于所述支撐件的熱膨脹系數(shù)。
8.如權(quán)利要求1的一種噴液頭，其特征在于，形成所述第一供應(yīng)通道的零件由不銹鋼制成。
9.如權(quán)利要求5的一種噴液頭，其特征在于，所述支撐件由鋁構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求5的一種噴液頭，其特征在于，多個所述基層元件設(shè)置在所述支撐件上，具有所述可動件的隔離壁伸展在所述多個基層元件上。
11.如權(quán)利要求5的一種噴液頭，其特征在于，所述多個基層元件設(shè)置在所述支撐件上，對應(yīng)于所述多個基層元件，設(shè)置多個具有所述可動件的隔離壁。
12.如權(quán)利要求1的一種噴液頭，其特征在于，所述多個所述第一供應(yīng)口在靠近所述第一液腔的兩端處與所述第一液腔相連。
13.如權(quán)利要求1的一種噴液頭，其特征在于，設(shè)置多個所述基層元件，管狀的所述第一供應(yīng)通道設(shè)置在所述多個所述基層元件上面，沿著所述第一供應(yīng)通道，噴射液供應(yīng)給每一所述基層元件的所述第一液流通道。
14.如權(quán)利要求13的一種噴液頭，其特征在于，管形的所述第二供應(yīng)通道設(shè)置在所述多個基層元件上面，沿著所述第二供應(yīng)通道，氣泡生成液供應(yīng)給每一所述基層元件的所述第二液流通道。
15.如權(quán)利要求1的一種噴液頭，其特征在于，所述第二液流通道在所述可動件的所述自由端處和與所述第二液流通道與所述第二供應(yīng)通道相通的一側(cè)相對的處終止。
16.如權(quán)利要求1的一種噴液頭，其特征在于，所述第二液流通道在所述可動件的較低部分，和與所述第二液流通道與所述第二供應(yīng)通道相通的一側(cè)相對處終止。
17.如權(quán)利要求14的噴液頭的恢復方法，包括下列步驟在所述第一供應(yīng)通道的兩端關(guān)閉時，向所述第二供應(yīng)通道提供液體；在所述第一供應(yīng)通道的兩端關(guān)閉時，從所述第二供應(yīng)通道的兩側(cè)向所述第二供應(yīng)通道施加壓力；在所述第二供應(yīng)通道的兩端關(guān)閉時，向所述第一供應(yīng)通道提供液體；在所述第二供應(yīng)通道的兩端關(guān)閉時，從所述第一供應(yīng)通道的兩端向所述第一供應(yīng)通道施加壓力，因此使第一和第二供應(yīng)通道恢復。
18.如權(quán)利要求1所述的噴液頭的生產(chǎn)方法，其包括利用鑲嵌造型法在所述噴液頭中形成所述第一和第二供應(yīng)通道。
19.一種噴液設(shè)備，包括權(quán)利要求1所述的噴液頭；驅(qū)動信號供應(yīng)裝置，用于供應(yīng)驅(qū)動信號，使液體從所述噴液頭噴射。
20.一種噴液設(shè)備，包括權(quán)利要求1所述的噴液頭；用于傳輸記錄介質(zhì)的記錄介質(zhì)送進裝置，液體從所述噴液頭噴射到所述記錄介質(zhì)上。
21.如權(quán)利要求19或20的一種噴液設(shè)備，其特征在于，通過從所述噴液頭噴墨并使所述油墨落在記錄紙張上進行記錄。
22.如權(quán)利要求19或20的一種噴液設(shè)備，其特征在于，通過從所述噴液頭噴墨并使所述油墨落在織品上進行記錄。
23.如權(quán)利要求19或20的一種噴液設(shè)備，其特征在于通過從所述噴液頭噴墨并使所述油墨落在塑料上進行記錄。
24.如權(quán)利要求19或20的一種噴液設(shè)備，其特征在于通過從所述噴液頭噴墨并使所述油墨落在金屬上進行記錄。
25.如權(quán)利要求19或20的一種噴液設(shè)備，其特征在于通過從所述噴液口噴墨并使所述油墨落在木材上進行記錄。
26.如權(quán)利要求19或20的一種噴液設(shè)備，其特征在于通過從所述噴液口噴墨并使所述油墨落在毛皮上進行記錄。
27.如權(quán)利要求19或20的一種噴液設(shè)備，其特征在于通過從所述噴液口噴射多種彩色油墨并使多種彩色油墨落在記錄介質(zhì)上進行彩色記錄。
28.如權(quán)利要求19或20的一種噴液設(shè)備，其特征在于設(shè)置多個噴射口，以覆蓋記錄介質(zhì)上全部有效記錄區(qū)域。
全文摘要
按照本發(fā)明,噴液頭包括,與噴射口相通用于噴液的第一液流通道,具有氣泡生成區(qū)域的第二液流通道和設(shè)置在第一液流通道和氣泡生成區(qū)域之間的可動件,在所述氣泡生成區(qū)域中通過加熱液體產(chǎn)生氣泡,所述可動件在噴射口側(cè)有一自由端,自由端在氣泡生成區(qū)域中產(chǎn)生的氣泡的壓力作用下移向第一液流通道,使壓力指向噴射口,其中設(shè)置多個第一液流通道,向第一液腔提供液體的第一供應(yīng)通道經(jīng)過多個第一供應(yīng)口與第一液腔相通,第一液腔與第一液流通道相通。
文檔編號B41J2/185GK1177542SQ971180
公開日1998年4月1日 申請日期1997年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月12日
發(fā)明者刈田誠一郎, 野俊雄, 淺川佳惠 申請人:佳能株式會社