CN1082446C - 液体喷射、供给方法，液体喷射头，喷射头架及喷射设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷液方法，它采用了用于产生气泡以喷液的发热件、对应于发热元件的喷口、与喷口导通的第一液流通道、对应于发热件设置的第二液流通道、和一个隔板，隔离第一和第二液流通道，此隔板设置有一个自由端，可在发热件产生的气泡施加的压力作用下被移向第一液流侧，从而将压力导向用于从喷口喷液的喷口侧。对于这种喷液方法，为了稳定液流，提高喷射效率和喷射力，使液体分别从不同侧供给第二液流通道和第一液流通道，从而减少了相对于发热件的空泡影响，从而延长其寿命。

Description

液体喷射、供给方法，液体喷射头，喷射头架及喷射设备

本发明涉及通过作用于液体的热能产生气泡而喷射指定液体的一种液体喷射方法、液体喷射头(下文中简称为喷液头)、使用这种喷液头的喷液头架和液体喷射设备(以下简称为喷液设备)。

本发明尤其涉及一种通过产生气泡而使活动部件发生移动的喷液头、液体供给方法(以下简称为供液方法)以及使用这种喷液头的头架和喷液设备。

本发明也适用于在载体上记录的打印机，例如象纸、丝、纤维、布、皮革、金属、塑料、玻璃、木材或陶瓷等这样的记录载体；也适用于复印机、带有通讯系统的传真机、带有打印装置的文字处理机，或其它设备。

所谓的发泡喷射记录法，也就是喷墨记录法，是通过作用力从喷口喷出油墨而在记录载体上形成图像的。此作用力是根据记录信号使热能或类似的能量作用于油墨而产生的体积突然变化(产生气泡)所形成的油墨状态上的变化而产生的。利用这种发泡喷射法的记录设备已被广泛地应用，如美国专利4,723,129说明书中所披露，喷出油墨的喷口，与喷口导通的油墨通道、在每条油墨通道上安装电热转换器用于为喷出的油墨产生能量。于是，由于气泡喷射记录法是通过在液体中产生薄膜沸腾从而形成气泡，因此，这种方法得到广泛的应用。

按照这种记录方法，就可以低噪音高速度地记录高质量图像。与此同时，实施这种记录方法的喷液头使高密度设置多个喷射油墨的喷口成为可能，由于具有这些优点，因而可记录下高分辨率的图像，从而使用小型的设置也可很容易地得到彩色图像。近年来，发泡喷射记录法也因此被广泛地应用于多种办公设备。例如打印机、复印机、传真机，并可进一步应用于工业系统，象纺织印花等。

近年来，发泡喷射技术与工艺在不同领域的许多产品中得到更广泛的应用，因而人们不断地提出更高的技术要求。

例如，为提高能量利用效率、优化发热元件而进行了调节保护膜厚度的研究。上述的研究已经在提高传送给油墨或其它液体的产热效率上起到了作用。而且，为得到高质量的图像有人提出一个驱动条件，在这种条件下，喷液方法等可以更高的油墨喷射速度、更稳定地产生气泡的条件下实现良好的油墨喷射。鉴于高速记录的观点，也有人建议改进液流通道的结构，得到一种能够在喷墨后快速使液体流入液流通道的喷液头。

这样建议的液流通道的不同结构，可见图1A和图1B，这是在日本专利申请公开号为63-199972的说明书中公开的一种液流通道结构。在此说明书中披露的液流通道和用于制造喷头的方法发明中考虑到了反向波动(压力方向与朝喷口方向相反，即在此方向上的压力作用于液腔12)。这种反向波动被称为能量损失，因为它不是朝喷射传递的。

在图1A和图1B中所示的液流通道结构，每个发热元件2都设置在元件基座1上。同时，每一个阀90都设置在与形成每个发热元件侧相对的位置，这个位置远离由发热元件2产生的气泡区。阀90在其初始位置时好象粘贴在如图1B所示的液流通道的顶壁上一样，当发泡时用板材或类似的东西制成的阀90就向下偏斜进入液流通道。结合图1A和图1B，本发明中所描述的反向波动可通过阀90得到部分控制，因此抑制了反向波动的逆流，并减少了能量损失。从对发泡过程的清楚研究中我们知道，在液流通道内设置的阀90部分地抑制了反向波动，但就喷射而论，并不希望阀10对反向波动产生抑制。也就是说，在此系统中，反向波动本身与喷射基本不直接相关。如图1A中所示，在液流通道10内产生反向波动的瞬时，由与喷射直接有关的气泡产生的压力已经作用于从液流通道10喷射出的液体。因而，即使反向波动被完全抑制，很显然这种抑制对喷射也并不产生多大影响，也就更不用提部分抑制的情况了。

另外，对于发泡记录方法来说，发热元件是以发热元件与油墨接触而反复进行加热的。因此，由于油墨烧焦而使得有一种沉积物沉积于每个元件的表面。沉积物的量取决于油墨的种类。而且这种沉积物经常使气泡的产生不稳定，从而导致不能正常地喷墨。所以，需要提供良好的方法，即使这种液体很容易被热能败坏或者不易产生足够的气泡，也不会改变喷射液体的质量。

鉴于这些观点，日本专利申请公开说明书No.61-69467和No.55-81172与美国专利No.4,480,259中已经披露了通过加热而产生气泡的液体(发泡液)和用于喷射的液体(喷射液)是两种独立的液体，而且喷射液的喷射是通过起泡使压力传送到喷射液来实现的。在这些说明书中指出作为喷射液的油墨和发泡液是用一种硅橡胶的柔性薄膜来隔离开的，以防止喷射液与发热元件直接接触。同时，由发泡液发泡产生的压力向喷射液的传送是通过柔性膜的变形来实现的。防止沉积物附着在发热元件表面和喷射液体选择范围的增大就是通过这样的结构来实现的。

但是，就其使喷射液与发泡液完全分开的这种结构的喷头来看，由发泡产生的压力通过柔性膜之扩张收缩的变形传送到喷射液，因而有相当大程度的压力被该柔性膜吸收。此外，柔性膜的变形程度也不会很大，因而，柔性膜虽然在隔离喷射液和发泡液上起到了作用，但能量利用率及喷射力都降低了。

当通过电热转换元件或类似物的加热在液体中产生气泡时，电热转换元件可能由于气泡收缩变形时产生气蚀而损坏。为减少这种现象的发生，一般在这种喷液头的电热转换元件的表面形成一个钽或类似材料的防气蚀层，为进一步提高其可靠性，考虑更有效的防止这种气蚀产生的方法也是十分重要的。

如上所述，对于在每条液流通道内形成气泡(尤其是伴随薄膜沸腾产生的气泡)的喷液方法来说，需要进一步提高其喷射性能。因此，在这种情况下，发明者又回过头对气泡的喷射原理进行了研究，并且为提供一种新的气泡喷射方法，喷射头等作出了以下的技术分析。第一个技术分析是从每条液流通道中可动件的运作着手，例如对液流通道内这种可动件的机械原理的研究。第二个技术分析是从气泡喷射原理着手的。从而，当对传统技术中没有进行考虑的方面进行研究时，就可能改善在每一条液流通道内产生气泡的喷液方法基本喷射性能并达到根据现有技术不可能预见到的高水平。

换言之，发明者们已经建立了一套完全崭新的技术，通过在可动件的转轴和自由端之间，以自由端位于喷口侧的方式建立位置关系。即，将可动件设置在下游侧或正对每个发热元件或发泡区，从而完全控制发泡。本发明基于这项新技术的发明已经申请了专利。尤其是，就通过气泡本身赋予喷液量的能量而论，下游侧正在膨胀的气泡部分应该作为喷射性能明显提高的最重要因素给予考虑。换言之，我们已经发现为提高喷射效率和喷射速度，正在膨胀的下游气泡分量应该有效地转化为沿喷射方向。基于这种观点，我们已经设计将下游气泡膨胀部分转移到可动部件的自由端，这样，与传统的喷液方法相比，本发明具有很高的技术水平。

根据本发明所披露的产生气泡的发热区，即中心线下游经过液流方向上电热转换元件每个区的中心，例如结构件，象可动件和液流通路与在发泡区中心下游的气泡膨胀有关。而且还披露了通过每个可动件和每个供液通道的特别装置，使补液速度显著提高。

除上述技术外，发明者们已经设计出液流通道的结构和抑制反向波动和沿与液体供给方向相反的气泡膨胀分量的发热件的结构，并实现喷射力的进一步提高，从而引入一个划时代的技术使单向喷液成为可能。

本发明的目的是更有效地应用上述的喷射原理而形成一种可在可动件下面供液的结构。于是，使这种结构得以改进，并提出一个划时代的技术，通过一个极简单的结构就可得到一个稳定的喷射动作。

本发明的目的明确陈述如下：

本发明的第一个目的是利用上述知识中得到的全新的喷液技术，提供一种喷头结构更紧凑的喷液头和一种供液方法，还提供一种应用这种喷液头的喷液头架和喷液设备。

本发明的第二个目的是提供一种通过在与供液相反的方向上抑制气泡膨胀和压力波(反向波动)而使喷射流稳定的喷液方法和喷液头。

本发明的第三个目的是提供一种喷液方法和一种能防止在加热元件(电热转换元件或类似元件)上产生气蚀的喷液头。

为实现上述发明目的，本发明的第一种喷液方法包括发热件，用于喷液时产生气泡；为发热件设置的喷口；与喷口导通的第一液流通道；为发热元件设置的第二液流通道；隔离第一、第二液流通道的隔板，在喷口侧有一个自由端，借助由发热件产生气泡而施加的压力将其自由端移动到第一液流通道侧，使液体从喷口喷出。利用这种方法可使液体分别供给第一液流通道和第二液流通道。

本发明的第二种喷液方法是使用带有喷液用喷口之喷头、发泡区和与每个发泡区相对的可动件，可动件可在第一位置与第二位置之间移动，第二位置比第一位置离发泡区要远一些。供液可使可动件在由发泡区产生的每个气泡施加的压力作用下从第一位置移至第二位置，从而通过可动件的位移使气泡膨胀到喷口侧，并从每个喷口喷射液体。在这种方法中，供给每个发泡区的液体都是从正对可动件的侧端完成的，尤其是应该为发泡区设置一个供液的通孔。

本发明的第三种喷液方法是利用产生气泡从喷口喷液。对于这种方法，所用的喷头设有与喷口导通的液流通道，带有发热件的发泡区产生气泡。在喷口侧有自由端的可动件设置在每个液流通道和发泡区之间，从而把第一液体供给液流通道，而第二液体从正对可动件的侧端供给发泡区，从而使每个发热件产生气泡，由气泡产生的压力将可动件的自由端移向液流通道，从而通过每个可动件的位移将压力导向喷口侧。在这种情形下，每个发热件可以设置在正对喷口的位置上从而使每个可动件都驻留于发热件与喷口之间，通过可动件的位移把压力导向正对发热件的喷口侧。第一液体与第二液体可以是相同或不同的液体。

按照本发明的喷液方法，在每个喷口附近的液体可有效地喷射，这是因为产生的气泡和可动件的位移有相互提高效力的作用，从而与传统的喷液头相比，其喷射效率得到提高。而且可通过从不同侧分别向第一液流通道和第二液流通道供液，使设备的体积减小。此外，还可从正对可动件的表面供液，即可在每个发热件之下供液。这就使抑制每个气泡的沿与供液方向相反方向的膨胀分量和抑制沿与供液方向相反方向传递的压力波成为可能，而喷射力也得到提高。喷液流可设置为单向流动，从而实现稳定的液流和喷射。此外，通过在每个发热件产生空泡的位置设置一个通孔结构，以延长发热件的寿命。

本发明的供液方法包括用于产生气泡并喷液的发热件，与发热件对应的喷口，与喷口导通的第一液流通道，为发热件设置的第二液流通道以及隔离第一和第二液流通道的隔板。隔板在喷口侧有自由端。这种供液方法是这样的：由每个发热件产生的气泡施加的压力将自由端移到第一液流通道侧，从而将压力导向喷口侧。供给第一液流通道和第二液流通道的液体分别从不同侧完成。

对于这种供液方法，在带有发热件的基座上设有通孔，并可从固定基座的支撑件的反面的通孔供液。另外，由于隔板的结构近乎U形，所以隔板被固定并覆盖带有发热件的基座，这就可通过一个狭缝给第二液流通道供液，此狭缝形成于基座的侧端和固定在基座上的支撑件反面的隔板侧壁之间。此外，带有发热件的若干个基座固定于支撑件上，从而使发热件间的间隔相等，并可通过形成于基座侧壁和支撑件之间的每个狭缝给第二液流通道供液。在这种情况下，隔板构造成U形，固定并覆盖在每个基座上，从而可通过形成于每个基座侧端和接近支撑部件侧的隔板侧壁之间的狭缝给第二液流通道供液。

本发明的第一种喷液头包括用于产生气泡并喷液的发热件；为发热件设置的喷口；与每个喷口导通的第一液流通道；为每个发热件设置的第二液流通道和一个用于隔离第一和第二液流通道的隔板。隔板在喷口侧设有自由端。这种喷液头利用每个发热件产生的每个气泡所施加的压力将自由端移到第一液流通道，并将压力导向喷口侧，而与第一液流通道导通的第一供液通道和与第二液流通道导通的第二供液通道分别设置在不同侧。

对于这种喷液头，上面带有发热件的基座固定在支撑件上。基座上设有通孔，这样就可得到这样一个结构：第二液体供给通道由一个从支撑件侧通过通孔与第二液流通道导通的通道形成。带有发热件的基座固定于支撑件上，而隔板构造成几乎为U形，并固定覆盖在基座上，这样就可得到一个这样的结构：第二液流通道由一个从支撑件侧通过形成于基座侧端和隔板侧壁的狭缝与第二液流通道导通的通道形成。此外，每个带有发热件的若干个基座固定在一个支撑件上。从而使发热件之间的间隔相等，并可得到这样一种结构：第二液体供给通道由从支撑件侧通过形成于基座侧壁之间的每个狭缝与第二液流通道导通的通道形成。在这种情况下，隔板被构造成U形，并固定覆盖在每个基座上，这样就可得到这样一种结构：第二液流通道包括一个从支撑件侧通过狭缝与第二液流通道导通的通道，而每个狭缝都形成于每个基座侧端和隔板的侧壁之间。

对于在喷口侧设有自由端的喷液头，它具有这样的结构：通过发热件产生气泡而形成的压力将自由端移到第一液流通道侧，将压力导向喷口侧，第一和第二液流通道的供液分别由不同的通道完成。在这种情形下，如果第二液体供给系统设置在第一液体供给系统后，液体从上面流向这两个系统，那么喷头就不可避免地制造得更大，进而就有必要在顶壁和隔板上设置通孔。因此使喷头结构变得复杂。依据本发明，对第一和第二液流通道供液的每条通道分别设置在不同侧，那么就可能使设备变小。另外，对于从支撑件侧向第二液流通道的供液结构，没有必要为给第二液流通道供液而在顶壁或隔板上设置通孔。这样，就有可能使喷头结构更简单。尤其对于这种设置若干个基座并通过形成于基座之间的狭缝给每个第二液流通道供液的结构，没有必要设置任何通孔，因此就可能进一步简化喷头的结构。此外，对形成于每个基座之上的液流通道的供液由基座的两侧来完成。从而使供液高效而稳定。

本发明的第二种喷液头包括用于喷液的喷口；通过加热液体而产生气泡的发热件；带有转轴(枢轴)和自由端的可动件，可动件在气泡产生所形成的压力作用下可以移动。这种喷液头通过可动件的位移从喷口喷液，并在发热件上设置一个通孔，使能够通过通孔给每个发热件供液。

本发明的第三种喷头包括用于喷液的喷口；与喷口导通的液流通道；设有发热件以产生气泡的发泡区；在喷口侧带有自由端的可动件设置在液流通道和通过产生气泡的压力将自由端移到液流通道的发泡区之间。这种喷液头设置有给液流通道供液的第一供液通道和通过通孔给发泡区供液的第二供液通道。这种喷液头在正对每个喷口的位置上设置发热件；可动件可驻留在喷口和发热件之间，并通过每个气泡使可动件发生位移，从而将压力导向正对发热件的喷口侧。由于液流通道和产生气泡的这种结构安排。使第一液体和第二液体可为相同或不同的液体。

最好是通过应用上述每个喷液头的发热件的热量在液体中产生薄膜沸腾来发泡。

本发明的喷液头架设置有上述喷液头中的一种和第一、第二液体容器，用于通过喷液头的第一、第二液体供给通道来供给第一、第二液体。在这种情况下，可将喷液头、第一和第二液体容器制造成分开的结构。

本发明的喷液设备是在能够在记录载体上记录的辅助扫描方向上往复移动的喷液头架上设置上述喷液头的一种。在此，用于描述本发明的术语“上游”和“下游”与从供液源经过每个发泡区(或每个可动件)流向喷口的液流方向有关，或就这种结构而言用于表示方向。

就气泡本身来说，“下游侧”主要表示直接喷出小液滴的喷口侧的气泡部分，尤其是指上述流向和就气泡中心而言上述结构在方向上的下游侧或指产生的气泡位于发热件区域中心的下游。

对于本发明来说，“记录”不仅指在记录载体上对字符和图形的图像描绘，而且指对模型或类似物的图像描绘。

图1A和1B为说明传统喷液头的液流通道的结构示意图。

图2A、2B、2C和2D为依据本发明的喷液原理说明喷液过程的剖视图。

图3为说明适用于图2A、2B、2C和2D中喷液原理之喷液头的局部剖开的透视图。

图4为说明按照传统的喷射头气泡压力传递示意图。

图5为说明应用图1A和1B所示的喷射原理的喷液头之压力传递示意图。

图6为说明根据本发明的喷液头之液流的示意图。

图7为依据本发明第一实施例的喷液头(两条液流通道)沿液流通道的横剖视图。

图8为说明图7中所示的喷液头的局部剖开之透视图。

图9A和9B为说明可动件运作的视图。

图10为说明第一液流通道和可动件的视图。

图11A、11B和11C为说明液流通道和可动的视图。

图12为说明依据第一实施例之结构示例1的喷液头部件分解透视图。

图13为说明图12所示的喷液头之第一和第二液体流动的示意图。

图14为说明依据结构示例1设置若干个基座的喷液头之结构简图。

图15为说明依据第一实施例的结构示例2的喷液头之部件分解透视图。

图16为说明图15中所示的喷液头的第一和第二液体流动的简图。

图17为说明依据结构示例2设置若干个基座的喷液头之供液通道的简图。

图18为说明依据第一实施例的结构示例3的喷液头的部件分解透视图。

图19为说明图18中所示的喷液头的第一和第二液体流动的简图。

图20为说明依据第一实施例结构示例4之喷液头的部件分解透视图。

图21为说明图20中所示的喷液头之第一和第二液体流动的简图。

图22为说明依据图20中所示的喷液头之变例的第一和第二液体流动的简图。

图23A为说明依据本发明第二实施例之喷液头的横剖视图；图23B为说明发热件结构的俯视图；图23C为说明可动件结构的俯视图。

图24A为说明依据本发明第三实施例的喷液头之横剖视图；图24B为表明发热件结构的俯视图。

图25为表明依据本发明第四实施例之喷液头的横剖视图。

图26为表明依据本发明第五实施例之喷液头的横剖视图。

图27A、27B和27C为表明可动件结构的视图。

图28为表明喷液头架的部件分解透视图。

图29为表明喷液设备结构的透视图。

图30为表明图29所示的设备的回路结构方框图。

图31为展示喷墨记录系统结构的视图。

图32为表明喷头箱的示意图。

现参照附图，对依据本发明所做出的实施例进行说明。(本发明所依据的喷射原理已作过说明)。

首先，在对本发明实施例说明之前，对本发明所依据的喷射原理作出说明。依据这个原理，在每个液流通道设置可动件以控制喷液的气泡膨胀方向和每个气泡作用的压力传播方向。因此，可设法提高喷射力和喷射效率。

图2A到2D是沿液流通道的方向展示喷液头的横剖视图，说明依据喷射原理顺序喷射液滴的过程。图3为展示喷液头的局部剖开之立体图。

对于这种喷液头，作为喷射能量发生元件的发热件2(例如，其结构为40μm×105μm)设置在元件基座1上，使热能作用于液体并喷液。在元件基座1上有为发热件2设置的液流通道10。每个液流通道10与每个喷口18导通，同时还与给多个液流通道10供液的公共液腔13导通。也可使每个液流通道容纳来自公共液腔13的液体，其容量与从喷口喷射出的液体量相当。

在元件基座1正对每个液流通道的位置上，以正对发热件的悬臂方式设置一个由弹性金属或类似物构成的片状可动件31，可动件31的一端固定于由模制(patterning)感光树脂材料或适合于做液流通道10的通道壁和元件基座1的类似物构成的支座34(一种支撑件)上。通过这种方式，使可动件固定，并构成一个转轴(一个枢轴部分)33。

可动件31有一个转轴33(枢轴部分：固定端)位于当喷液时从公共液腔13通过可动件31大流量流向喷口18的流体的上游侧。例如，可动件设置在距离发热件2约15μm处，可动件覆盖在正对发热件2的位置上，从而使可动件的自由端32(自由端部分)位于相对于转轴33的下游。介于发热件2与可动件31之间的区域为发泡区。发热件2和可动件31的这种结构和配置关系并不必受上述的限制。如果发热件与可动件的结构和配置能使气泡的膨胀和压力的传递得到如后面所述的控制，那么就足够好了。这样，液流通道10可被分成与喷口18直接导通的第一液流通道14和设置在发泡区11的第二液流通道16、液流通道12三部分来加以说明，为说明如下所述的液体的流向，以后面将要描述的可动件31作为边界。

发热件2用于给位于可动件31和发热件2之间的发泡区内的液体加热，从而象美国专利说明书No.4,723,129中所披露的那样，通过薄膜沸腾使液体内产生气泡。由于气泡的产生而作用的压力和气泡本身先作用在可动件31上。可动件31发生位移，并如图2B和2C或图3所示。在以转轴33为中心，使喷口侧开口变大。通过可动件31的位移或通过其状态的变化，由气泡产生的压力和气泡本身被导向喷口18侧。

在此，将对其中一个应用于本发明的基本喷射原理作出说明，对于本发明最重要的原理之一就是设置在正对发泡区11的可动件从其常驻的第一位置移动到其发生位移后所停留的第二位置。而且通过可动件31将气泡产生和气泡本身的压力导向设有喷口18的下游侧。

通过比较说明无可动件的液流通道之传统结构简图4与说明使用上述可动件的液流通道之结构简图的图5，来进一步详细说明这个喷射原理。此处，向喷口的压力传递方向用符号V_A表示，向上游侧的压力传递方向用V_B表示。

如图4所示，传统喷液头没有对气泡40压力传递方向加以限制的结构。从而由气泡40的压力传递方向如符号V₁至V₈所指，分别垂直于气泡40的表面，并指向不同的方向。在这些方向中，靠近喷口的半个泡的压力传递方向V₁至V₄具有沿V_A的压力传递方向的分量，这个分量对喷液影响最大。这些分量是直接影响喷射效率、喷射力和喷射速度的重要部分。此外，因为V₁最接近喷射方向V_A，因而V₁最有效。反之，V₄含的V_A方向的分量相对较小。

与这种结构相比，依据上述原理，如图5中所示的可动件的配置使如图4所示的传统情况下，指向不同方向V_1.-V₄的气泡的压力传递方向被导向下游侧(喷口侧)，并通过可动件使这些方向变成V_A所示的压力传递方向，从而使由气泡40的压力能够更有效、能直接地喷射。而气泡本身的膨胀方向以与压力传递方向V₁-V₄相同的方式被导向下游方向。从而使气泡在下游侧扩大。按照这种方法，气泡本身的膨胀方向由可动件31来控制。气泡压力传递方向也同样得到控制。因而，使喷射效率、喷射力、喷射速度等能得到根本的提高。

现在，回到图2A到2D，详细说明喷液头的喷射过程。

图2A表明电能或其他能施加于发热件2前的状态。发热件2处于一种发热前的状态。此处重要的是可动件31的位置至少与气泡40的下游部分面对，所说下游是相对由发热件2加热而产生的气泡40而言的。换言之，可动件至少应设置在液流通道结构内的发热件之区域中心的下游位置上(即垂直于液流通道纵向直线的下游，也就是通过发热件2之区域中心)。从而使气泡40的下游侧作用于可动件。

图2B表明电能或其它能量施加于发热件2使之发热的状态，从而使发泡区11内的液体被部分加热。并随薄膜沸腾而产生气泡。此时，可动件31在因气泡40生成而产生的压力作用下从第一位置移向第二位置，从而将压力传递导向喷口。在此，重要的是正如上面所述，可动件31的自由端32置于下游侧(喷口侧)，而转轴33则被置于上游侧(公共液腔)的位置，从而至少使部分可动件31位于正对发热件2的下游部分，即气泡40的下游部分。

图2C表明气泡40进一步膨胀的状态。在此，在由产生气泡40所致压力的作用下，可动件31被进一步移动。气泡40沿下游的增长要大于沿上游方向的增长，而且气泡逐渐增大延伸到超出可动件31的第一位置(虚线表示的位置)。按这种方式，随着气泡的膨胀，可动件31逐步移动。因此，使气泡40的膨胀方向被导向气泡40的压力传播方向和体积移动容易进行的方向。换言之，气泡向自由端侧的膨胀方向均匀指向喷口18。这可被认为是有助于提高喷射效率的一个因素。可动件31在朝喷口侧方向的压力波传递几乎没有障碍。压力传递方向和气泡的膨胀方向可对根据所传递的压力大小而能被有效控制。

图2D表明被喷出的小液滴飞行中的状态。同时，由于在上述薄膜沸腾后泡内压力降低，泡40收缩，在这种状态下，气泡消失而且电能不再作用于发热件2(至少不会供给大于保留气泡所需的能量)，移到第二位置的可动件31在气泡收缩所产生的负压和可动件31本身之弹性所提供的恢复力的作用下回到如图2A所示的初始位置(第一位置)。当气泡消失时，液体从上游侧(图4D所示的B侧)流出，即从由V_D1和V_D2所示之公共液腔侧及从V_c所示之喷口侧回流，以补偿在发泡区11中气泡所减小的体积及被喷射出的液体的体积。

现在，对随气泡的产生，可动件的运作和液体之喷射过程已作出了说明。在下文中，将对喷液头的液体再补充作详细说明。

接着如图2C所示的状态，气泡40进入其最大体积之后就开始进入气泡收缩过程。此时，用于补偿由于收缩而减小的体积之液体从第一液流通道14的喷口18侧及第二液流通道16的公共液腔13侧流入发泡区。

在传统的无可动件31的液流通道结构的情形下，从喷口侧发泡位置流出的液量和从公共液腔流入的液量由离喷口比离发泡区近的这部分流动阻力及靠近公共液腔的部分的流动阻力所决定(即决定于流动阻力和惯性)。因此，当靠近喷口侧的流动阻力较小时，将有大量液体从喷口侧流向发泡位置，导致弯液面收缩量增大。尤其是在为增加喷射效率而减小喷口附近的流动阻力时，弯液面的收缩量增大。结果导致再补充时间变长，妨碍了高速打印。

反之，对于利用上述喷射原理之喷液头，设置了可动件31。因此，在可动件31随气泡收缩而回到其初始位置时，弯液面收缩就此停止。以所定义的第一位置作为边界，气泡体积W的上部体积为W₁，发泡区侧的体积为W₂。在这之后，为保持W₂的体积的液体供给由主要来自第二液流通道的液流V_D2来完成。按这种方法，弯液面的收缩量相当于传统方向气泡体积W的一半。从而使收缩量被抑制到W₁的一半。这已经小于传统方法的弯液面收缩量。此外，供给体积W₂的液体被迫主要沿发热侧的可动件31的表面从第二液流通道16的上游侧(V_D2)来实现。因此，可实现更快速的再补液。

这样，当利用传统的喷液头收缩时产生的压力完成再补液时，弯液面的振动变大。结果导致图像质量的降低。而如上所述的高速再补液可抑制弯液面的振动并使振动极小，因为液流在喷口侧第一液流通道14的区域内和喷口侧发泡区11内被抑制。

这样，通过采用本发明的喷射原理，就可能通过供液通道12之第二液流通道16使发泡区实现强制再补液，而且通过抑制弯液面的收缩和振动可实现高速补液。因此，可实现喷射稳定和高速反复喷射。此外，当将其用于记录时，就可提高图像质量并改善其高速记录。

上述的喷射原理还具有下述的有用功效。换言之，它可抑制由气泡产生而作用于上游侧(反向波动)的压力传递。按传统方法在发热件上产生的气泡，作用在公共液腔侧的大部分气泡压力变为向上游侧推动回流液(反向波动)的力。这种反向波动不仅使压力作用于上游侧，而且引起那里的液体数量的变化和伴随这种液体数量的变化而产生惯性力。这样就会导致液体充填进入液流通道的不利情况。并对高速驱动产生阻碍。依据上述的喷液原理，这种对上游侧的作用可首先通过可动件得以抑制，并使再填充情况得到进一步改善。

下面将对上述喷射原理的结构和功能特性加以说明。

第二液流通道16设置了一个具有内壁(发热件的表面不会明显下降)的供液通道12。利用这种结构。液体供给发泡区和发热件2表面，如V_D2所指示，是沿更靠近发泡区11位置的可动件表面来完成。从而抑制了发热件2表面的液体滞留，容易除去残留在液体中的气体，而且没有消失的残留气泡也很容易消除。此外，还使得在该液体中的热积累也不会太高。因此，就可能高速重复地更稳定地产生气泡。这样，对具有内壁基本为平的供液通道12已经作出说明，但本发明不限于此。只要供液通道具有可与发热件表面平滑导通的光滑内壁，不会在发热件上滞留液体和在供液时发生明显的流动紊乱，该供液通道就足够好了。

而且，对发泡区供液可从V_D1通过可动件部分(狭缝35)来实现。为了更有效地将发泡时产生的压力导向喷口，可采用覆盖整个发泡区(覆盖整个发热件表面)的一个大的可动件。如图2A至2D所示。这样，如果当可动件回到其第一位置时，介于发泡区11与靠近第一液流通道喷口区域之间的流动阻力变大，那么从V_D1到发泡区11的液流就会受阻。如上所述的喷头结构，为给发泡区供液而设置了液流V_D1，从而使供液性能变得非常大，即使为改善喷射效率而使可动件31完全覆盖发泡区，也不会降低其供液性能。

至于可动件31的自由端和转轴33的位置可这样安排：如图6所示，自由端处于转轴的下游侧位置上。由于设置了这样的结构，便可在如前述泡沫形成时，有效地完成将压力传递方向和气泡的膨胀方向导向喷口侧的功能。此外，利用这种位置关系，不仅可在喷射功能上产生有益的功效，而且可减少供液时通过液流通道10的液流阻力，从而可进行高速补液。当如图6所示的弯液面M由于喷射而往回运动，通过表面张力或沿发泡后供液补偿，返回喷口18时，由于自由端和转轴33的设置而使在液流通道10(包括第一液流通道14和第二液流通道16)沿弯液面M流动的液流S₁、S₂和S3不受阻力。

作为对以上的补充，如图2A至2D所示，可动件31的自由端在发热件2的上方延伸并正对区域中心3(穿过发热件区域的中心(中心部分)垂直于液流通道纵向的直线)的下游侧，将发热件2分成上游侧和下游侧。这样，可动件31承受在发热件之中心部分3的下游侧产生的压力或气泡，这对喷液有很大的帮助，从而使压力和气泡被导向喷口侧，这样就提高了喷射效率和喷射力。

此外，气泡的上游侧也可被用于产生许多有益的作用。

利用上述结构，可动件31的自由端还可实施瞬时的机械移动，这项功能有助于喷液。

考虑到上述的喷液原理，下面将对本发明的实施例作出详细的描述。首先，依据上述的喷液原理，已经对用于进一步提高再补充性能和喷射效率的方法与由发热件上空穴产生的影响的装置作出了评论。

对于图2A至2D和图3所示的喷液头，液流通道在可动件31附近至少被分成第一液流通道14和第二液流通道16，而可动件置于二者之间。这样，注意到反向波动或膨胀到上游侧的气泡部分，由于如上所述的可动件31的移动使第一液流通道14仅产生很细微的反向波动或仅有小部分气泡膨胀到上游侧。而对于第二液流通道16来说，没有完全抑制如图2A至2D和图8所示的参考标记V_B所指的反向波动或气泡部分的装置。为抵消这种情况，与发泡区11导通的第二液流通道16在发泡区11的上游设置一个更窄的部分。这样，就使反向波动或向位于上游侧的液腔部分传递的类似物变得困难。如果设置了这样的更窄部分，那么在某种程度上再补液会受到阻碍。因此，为实现更有效的没有障碍喷射而进行液体再补充的进一步改善是很重要的。

气泡消失时避免将气泡中心置于发热件2上，对减少空穴对发热件的影响十分有效。(第一实施例)

现在，将对依据本发明第一实施例的喷液头作出说明。该喷液头包括若干个依据上述的喷射原理构造的液流通道，其结构被进一步分成两部分，其一为发泡液(第一液体)，可通过加热而产生泡沫，另一部分为喷射液(第二液体)，主要用于喷射，而第一液体和第二液体可以是同一种液体。图7为表明依据第一实施例的喷液头而沿其液流方向的剖视图。图8为说明喷液头的局部剖开透视图。

该喷液头配置一个用于在元件基座上发泡的第二液流通道16，基座1是使设置的每个发热件2给用于气泡产生的液体供给热能，并且用于喷液的第一液流通道也设置在其上，并与每个喷口18直接导通。第一液流通道14的上游侧与给若干个第一液流通道14供给喷射液体的第一公共液腔15导通。第二液流通道16的上游侧与给若干个第二液流通道16供发泡液体的第二公共液腔17导通。然而，如果发泡液与喷射液采用同一种液体，那么就可只提供一个公共液腔，但该公共液腔分担着不同的用途。

在第一液流通道14和第二液流通道16之间设置一个由弹性金属或类似物构成的隔板30，以隔离第一液流通道和第二液流通道。这样，只要环境允许最好不要将用于发泡和喷射的液体混合，第一液流通道14和第二液流通道16的分配应由隔板的配置来分隔。位于发热件表面方向上部的投影空间内的隔板部分(下文中称为喷射压力发生区；相对于发泡区11由参考符号A和B表示的区域)，被设置为悬臂状态的可动件31，即通过在喷口侧的狭缝35设置一个自由端，转轴33位于公共液腔(15和17)侧。可动件31正对发泡区11(B)设置。因此，发泡液(图7中箭头所指方向)的发泡使可动件向第一液流通道张开。图8中，隔板30通过构成元件基座1的第二液流通道16的空间设置，元件基座1上带的发热电阻器作为发热件2，接线电极5用于给发热电阻器提供电信号。转轴33、可动件31的自由端32和每个发热件2的位置关系设置成与早已给出的原理说明中所涉及到的情况相同。在原理的描述中，供液通道口和发热件2之间的结构关系也已谈过。那些相同的描述也适用于液流通道16和用于这种喷液头的每个发热件2之间的位置结构关系。

下面结合图9A和9B，对喷液头的运行加以说明。

当起动喷液头时，作为用于驱动的喷射液和发泡液都用同一种墨水，分别供给第一液流通道14和第二液流通道16。每个发热件2产生的热量作用于第二液流通道16的发泡区内的发泡液，从而以与原理说明中所涉及到的同样的方式通过如美国专利说明书No.4,723,129中所披露的薄腾沸腾在发泡液中产生气泡40。

对于这种喷液头，发泡压力不能在三个方向上传递，而只能朝发泡区的上游侧传递。因此，由气泡产生而施加的压力就集中向设置在喷射压力发生区的可动件6侧传递，然后随着气泡的增大，可动件6从图9A中的状态移动到图9B所示的液流通道侧。通过可动件的运动，使第一液流通道14和第二液流通道16大大导通，从而使由于气泡的产生而作用的压力主要沿第一液流通道(箭头A所指方向)传递。通过这种压力传递和上述的可动件的机械移动，使液体从喷口喷出。

当可动件31随气泡收缩而回到图9A所示的位置时，喷射液从第一液流通道14的上游侧供给，其数量与被喷出的喷射液的数量相当。这种喷射液的补给是在可动件以与前述相同的方式关闭的方向上进行的。因此，喷射液的再补充根本不受可动件的干扰。

这种喷液头之主要部分的作用和功能，例如，随可动件的移动发泡压力的传递、气泡的膨大方向、反向波动的防止，它们和结合喷射原理对喷射头的描述相同。除此之外，由于采用双液流通道结构而具有的更多优点如下所述。

换言之，依据本实施例的结构，喷射液和发泡液可以是分开的液体，从而可通过发泡液发泡而产生的压力来喷射喷射液。而高粘性液体，象聚乙二醇或类似物，由于通过传统的加热方法不能产生足够的泡沫而表现出不足的喷射力，却可通过这样的方式能良好地进行喷射：把这种高粘性液体供给第一液流通道，而把能促进发泡液发泡的液体或具有低沸点的液体(象乙醇和水之比为4∶6，接近1-2cp的混合物)供给第二液流通道。也可选择受热时在发热件上不会产生烧焦现象或产生其它沉积物的发泡液。于是，可使发泡稳定，从而实现良好的喷射。另外，依据本实施例构造的喷头，也可证明在喷射原理的说明中涉及到的功效。因此，这种高粘性的液体或其它液体可实现高喷射效率和高喷射力的喷射。而且，即使液体不具有抗热性，也可同样高喷射效率、高喷射力地喷射这种液体，只要把这种液体供给第一液流通道，而把遇热时不产生性质变化并表现出良好的起泡性的液体供给第二液流通道即可。

现就这种喷液头的顶壁构造作出说明。图10是喷液头沿液流通道方向上的剖视图。这里，设置一个上部带有槽形部件50的隔板，从而构成第一液流通道14。液流通道顶壁高度在可动件31的自由端32附近要大一些，以使可动件31的操作角度θ大一些。可动件的操作范围决定于所采用的液流通道的结构、可动件的耐用性、发泡压力和其它应考虑的因素，但是其向上运转应能达到的角度应包括喷口18的轴向角度。

如图10所示，如果可动件31的自由端的移动高度大于喷口18的直径，则喷射力的传递还要更好。另外，如图10所示，在可动件31的转轴位置上液流通道顶壁的高度小于在可动件31自由端32的位置上液流通道顶壁的高度。从而在可动件31移动时更有效地防止压力波向上游侧逃逸。

现就第二液流通道16和可动件31之间的位置关系加以说明。图11A至11C是用于说明可动件31和第二液流通道16之间位置关系的视图。图11A是展示隔板30和可动件31附近情况的俯视图；图11B是展示移去隔板30后第二液流通道16的俯视图；图11C为表明可动件31和第二液流通道16位置关系的部件叠加示意图。这里所有的图都说明喷射口18设置在各部件下面之前侧。

第二液流通道16在发热件的上游侧设置一个较窄部分19(该处的上游侧是指从第二公共液腔通过发热件位置、可动件31和第一液流通道流向喷口18侧的大量液体)，而且第二液流通道被构造成象一个腔室(发泡腔)用于抑制发泡压力从而使压力不会沿第二液流通道16的上游侧逸出。

如果为具有相同的发泡和喷液通道的传统喷头预先设置这样一个较窄部分，使在每个液腔侧的发热件产生的压力不向公共液腔侧逃逸，那么就有必要在充分考虑液体的再补充的前提下设置该结构，从而使部分区域对于较窄部分的液流通道来说太小了。然而，对于这种喷液头，第一液流通道14内的大部分液体被用于喷射，而该设置可用于抑制设置在每个发热件内的第二液流通道内发泡液的消耗。因此，如果可能的话，对第二液流通道16的发泡区之再补充量减少，从而使上述较窄部分的狭缝小到只有几个微米到十几个微米，以进一步抑制在第二液流通道内产生的发泡压力向四周逃逸。该压力波集中导向可动件侧。从而当可利用的压力与通过可动件31的喷射力相等时，就能得到更高的喷射效率和喷射力。这样，第二液流通道16的构造就不必受上述所采用的结构的限制，只要仅采用这种结构以便发泡压力有效地传向可动件31，那么就足够好了。这里，如图11C所示，可动件31的侧端部分覆盖构成第二液流通道16的隔板，该板是为防止可动件31落入第二液流通道16，使喷射液和发泡液更可靠地隔离而设置的。为进一步提高喷射力和喷射效率，从狭缝逸出的气泡得以抑制。按照这种方式，通过利用发泡时产生的压力，使上游侧的再补充作用得到进一步改善。

在图9B和图10中，第二液流通道16的发泡区内产生的气泡随着可动件31移向第一液流通道14侧而部分膨大进入第一液流通道14侧。通过设置第二液流通道的高度以允许气泡以这种方式膨胀，与没有膨胀的情形相比，喷射力得到提高。为实现气泡的膨胀进入第一液流通道14，最好是使第二液流通道16的高度低于气泡的最大高度。该高度最好是从几微米到30微米。这里，高度设置为15微米。

依据上述第一实施例构造的喷液头，给第一液流通道14和第二液流通道16供液(或给公共液腔15和17供液)分别通过不同的通道得以实现。这样，第二液体供给系统就可能设在第一液体供给系统之后，同时，这样设置的结构使所供液体都来自上面的喷液头。但是为实现喷液头紧凑，最好将第二液体供给系统和第一液体供给系统设置在不同的方向。在下文中，将对具体的实施例加以说明，这些实例，通过在不同方向设置第二液体供给系统和第一液体供给系统，使喷头的结构更紧凑。(结构实例1)

图12为说明依据第一实施例的喷液头的结构实例1的局部剖开透视图。

在图12中，在设置发热件2的基座1上设置一个通孔20，此通孔用于第二液体的供给。支撑件21用于粘结基座1。基座1上的通孔通过砂磨或钻石铰刀在硅晶片状态下用机械方法制成，或通过象各向异性浸蚀这样的化学方法制成。这样，每个通孔20，发热件2和驱动电路都由晶片制造出来，而通过除冰机的切割可得到每个单独的基座。

于是，在粘结剂23涂在与通孔圆周外径和由转印法或丝网印刷法配置的基座相同的范围内后，基座1被定位，并被粘接到由冲压铝或其它金属形成，或通过压铸形成的支撑件21上。这里所用的粘合剂23最好是一种能够防止第二液体从介于基座1和支撑件21之间的狭缝泄漏的粘合剂。例如，可使用硅粘合剂，SE4400(由Toray公司制造)，硅密封胶YSE399(由东芝硅公司制造)或类似物。这里，印刷电路板28也粘接在支撑件21上以便基座1与主体电连接。如上所述，在基座1和印刷电路板28粘接到支撑件21上后，使用直径为50微米的铝线将这些部件粘接在一起。

在下文中，将对与基座上设置的每个发热件相对应的小孔124和与其(见图7)导通的第一液流通道14的结构；与每个第一液流通道14(见图7)导通的公共液腔15；由塑料压模制出的槽形顶板114，其上设有第一供液口，通过该供液口使第一液体供给液腔15；和隔板105作出说明。

设有可动件106的隔板105用镍电铸(electrocasting)而成。对于隔板105，在相邻的可动件之间正对基座1的一侧预先电铸一块15微米高的板，从而在部件与基座粘接时，构造出第二液流通道16，这样，就可得到如图4所示的结构。

隔板105和槽形顶板114通过压力装配与预先在槽形顶板114上的三个挤压成形的装置固定在一起，为此隔板105上设置了三个定位孔。通过这三个挤压成形的装置和定位孔，为顶板114上的每个第一液流通道设置了隔板105的每个可动件106。同时，阻止了隔板105由于搬动或类似的动作而脱离整个设备。

随后，为粘结槽形顶板114和隔板105而准备的部分与基座1被定位并被粘结。对于这种定位和粘结，有一种方法利用定位的ITV(工业电视)处理为槽形顶板114设置的小孔124的中心和为基座1设置的发热件之中心的图像。另一种方法是，通过在基座1上相邻的发热件间的表面上设置一个深为0.5-2微米的凹进部分以使其构造与在隔板105上形成第二液流通道16的液流通道壁相同，然后将上述粘结部件通过使用压电元件或超声波产生的精细的振动，装置在用于定位的基座1上，从而使隔板105的第二液流通道壁和基座上的凹进部分互相连接。对于上述方法中的任何一种，在粘结的这些部件被定位后，压力弹簧被压紧以使它们在装置上迅速结为一体，槽形顶板114和隔板105也如此。

此后，设置有供液通道以使第一液体供给槽形顶板114上的第一液体供给口25的第一液体给部件26和设置有供液通道以使第二液体供给支撑件21的第二液体供给口的第二液体供给部件27被固定。第一液体供给部件26的另一端和第二液体供给部件27分别与盛液体的部件(未给出)相连。

随后，用象TSE 399(由东芝硅公司制造)这样的硅密封胶23密封介于这些部件之间的缝隙和被粘结的铝线的每个部分，以构成喷液头。

图13为表明上述喷液头的第一液流和第二液流的示意图。如图13所示，这种结构实例的喷液头允许第一液流从设置在槽形顶板144上的第一液体供给口25流入顶板内的公共液腔15，然后供给每个第一液流通道14。另一方面，第二液体从设置在支撑件21上的第二液体供给口流入内部，并在通过支撑件21和基座1后流向由隔板105设置的尽头，而后。在为第二液体流动设置的公共液腔17分流入每个第二液流通道。

如上所述，这种喷液头被构造成能使第二液体从下面通过支撑件21供给。从而，不必设置将第二液体供给系统放置在第一液体供给系统之后这样的结构。因此，可使喷头小巧简单。

上述的供液系统也可用于其上设置若干个装有发热件的基座1的喷液头结构。图14是说明设置若干个基座1的用于喷液头之供液通道的视图。如图14所示的喷液头，若干个装有发热件2的基座被固定在支撑件21上，其两则用密封胶23密封。每个基座1都设有通孔20，而在支撑件21上与那些通孔20对应的位置上设有通孔22。隔板105粘接到每个基座1上，以形成第二液流通道16。对于槽形顶板144’，为第一液流通道14导通设置了第一液体供给口25’。

对于这种喷液头，液体供给第二液流通道16是从每个基座1的反面分别通过为每个基座1设置的通孔20来实现的。液体供给第一液流通道14是通过为槽形顶板114而设的第一液体供给口25’来实现的。由于具有这种结构，使喷液头既比较小巧又比较简单。(结构实例2)

对于上述结构实例1的喷液头，为元件基座1设置的通孔20相对较大。同时，供给若干个第二供液通道的液体通过该通孔20。由于具有这种结构，就会产生对某些远离通孔20的第二液流通道供液不畅的情况。

因此，如图15所示，结构实例2的喷液头在靠近每个第二液流通道的每个发热件附近的位置上都设有每个通孔20。依据这种结构实例，支撑件21侧面上的每个通孔22和基座1上的每个通孔20不必互相对应设置。由于每个通孔20a都很精细，所以最好是在支撑件21上的基座1表面与每个通孔20a对应设置一个槽20b，以使从通孔22所供之液体通过槽20b分配给每个通孔20a。基座1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，而且这些孔通过砂磨或钻石铰刀被机械加工成槽，或通过各向异性浸蚀的化学方法形成。这样，通孔20a、槽20b、发热件2和起动电路可在晶片加工阶段被制造出来。然后，这样制造出来的晶片由除冰机切断。从而得到单个的基座。除为基座1而设置通孔20a和槽20b外，结构实例2的喷液头与上述结构实例1的喷液头相同。

图16为说明结构实例2的喷液头之第一液流和第二液体流动的示意图。第一液体流动与结构实例1的相同。而第二液流通过槽20b分配给每个通孔20a。并供给每个第二液流通道16。

与第一结构实例相同，可采用上述的供液系统，为喷液头设置若干个设有发热件2的元件基座1。图17为表明具有若干个基座1的喷液头结构之供液通道的示意图。(结构实例3)

图18为说明依据本发明第一实施例的结构实例3之喷液头的部件分解透视图。

隔板105’通过在基座1上折叠挤压部分90°(折叠部分为105a’)形成，并形成于可动件106和第二液流通道16由与上述结构实例1应用的相同方法制成之后。这样制成的隔板105’以与结构实例1相同的方式与槽形顶板114粘接，然后装在基座1和印刷电路板28上，如结构实例1印刷电路板通过使用粘接剂23与支撑件131粘接并连通。隔板105’的折叠部分105a’的前端通过压力装配装入孔130中，该孔130是预先通过压力或类似物为支撑元件设置的。于是，液流通道就由介于为支撑件131设置的孔之内壁和隔板105’之间的间隙形成。以供给第二液体。第一液体供给部件26和第二液体供给部件27分别被固定于支撑件131上。然后，这些部件被密封胶29密封以防止液体从每个部件的周边泄漏。对于第二液体供给件27，孔130’对应于为支撑件131而设置的孔130形成。通过这些孔130’，使液体从外侧供给。

图19是表明用于上述喷液头的第一液体(喷射液)和第二液体(发泡液)的示意图。如图19所示，第一液流从为槽形顶板设置的第一液体供给口25流向该喷液头顶板的公共液腔13。另一方面，第二液体通过由形成于支撑件131上的孔130的内壁和隔板105’之间的通道流入其内部，并在通过支撑件131和基座1之后；流入由隔板形成的尽头。接着，在为第二液体而设置的公共液腔分流进入每个第二液流通道。

根据该结构实例，第二液体的供给由基座1的两个侧端来完成，但也不必受这种设置的限制，也可从一个侧端实现供液的相同功效。

在考虑机加工的精度和每个组件的装配精度后，介于基座1端侧和隔板105的折叠部分105a’之间的间隙就可确定了。而介于基座表面与隔板之间的间隙的下限约为10微米。其上限没有特别的限制。这可由考虑机加工和装配精度、密封胶的粘合程度及所用喷头的尺寸大小来确定。(结构实例4)

图20为说明依据本发明第一实施例之结构实例4的喷液头部件分解透视图。

该喷液头设置若干个基座140，其上设有若干个加热件142。基座140在支撑件143上沿直线设置。作出这种设置是为了利用形成于每个基座140侧壁之间的间隙为第二液体供液。

对于支撑件143，作出凹槽144以供给第二液体，另外，为供液凹槽设置的孔145用于供给第二液体。支撑件143固定于第二液体供给部件149。其上与第二液体供给孔145对应地形成孔149a。那样，第二液体通过这个给介于基座140之间的每个缝隙供液的部件供给第二液体供给孔145。这样，印刷电路板146粘接在支撑件143上以使每个基座140与主体电连接。

隔板41正对每个基座140上的发热件142。它还设置了可动件141a，每个可动件在喷口侧都有自由端，还设有若干个构成第二液流通道16的多个凹槽。隔板141粘接在基座140上以形成第二液流通道16。

对于槽形顶板147，设置了小孔147a以构成与每个基座140上的每个发热件142对应的喷口。由于与小孔147a导通的第二液流通道14的形成，槽便设置在内壁。另外，为给第一液流通道14供液而设置了第一液体供给元件148。

在下文中，将对制造这种喷液头的方法加以详细说明。

对于每个基座140，有128个发热件(电热转换器)设置在360dpi(间距70.5微米)。具有若干个这样的基座140的支撑件143由压铸铝制成。在每个基座的装置表面上，当基座和用于第二液体流动的凹槽定位后。粘结剂固结形成了一个可实现吸入和固定的通孔。

当在上述的支撑件143上定位后，基座140被吸住并固定，并为了粘结从基座的后端(在该说明中所涉及到的喷口，即设置电热转换元件的相反侧)滴入粘合剂。该粘合剂可以是用于结构实例1的粘合剂。将相邻的基座定位以使相邻的电热转换元件设置在70.5微米的间距内即360dpi。在该结合处，每个介于基座间的间隙确定为约10微米，以使基座本身相互间不发生接触。

这样，由于上述的说明在图20中基座的数目为三个，但对于一个实际的喷液头，在宽度为4英寸(约101.6mm)的支撑件上设置11个基座；宽度为8英寸(约203.2mm)时设置22个基座；宽度为12英寸(约304.8mm)时设置33个基座。

基座140装配粘结后，为应用来自打印设备的电信号，在这些基座上粘接一个印刷电路板。该印刷电路板与每个基座用铝线连接。这样，粘结就完成了。然后，槽形顶板147和隔板141以与结构实例1相同的方式制造并粘结起来。

从而，顶板147和隔板141的集合体与这样设置的基座被定位。之后，当处于临时安装状态时，为完成装配而立即装置了压力弹簧，然后，在第一液体供给部件148和第二液体供给部件149被组装完毕后，用硅密封胶29(例如TSE399(由东芝硅公司生产))将介于每个组件间的间隙密封。这样就完成了喷液头的制造。

图21为说明当第一和第二液体供给上述的喷液头时的流动示意图。如图21所示，第二液体从支撑件的背面供给结构实例4的喷液头，并在位于基座140之下的支撑件131的第二液体供给槽144内流动。然后，通过介于基座140间的间隙供给公共液腔17和每个第二液流通道16。

如上所述构造的喷液头，不一定仅使用一个元件基座，这样会降低产品的产量。可随所需要的较少数目的喷射能量发生元件，使用表现出高产量的基座，使其可能提高整体喷头的产出量，从而降低了制造成本。即使有多个元件基座被使用，槽形部件也可对这些基座分流。从而，不象每个元件基座都有一个顶板的喷液头结构的设置，可沿特定的方向设置液流通道和喷口。这样就提供了一个能低成本得到良好图象的拉长的喷头。

对于结构实例4的这种喷头，可应用图18所示的隔板105来进一步稳定第二液体供给。图22是说明应用隔板105’的喷液头结构之供液通道的示意图。依据图22所示的结构，第二液体从支撑件143的背面通过第二液体供给孔145供给第二液体供给槽144，接着通过形成于隔板105’的侧壁部分和基座的侧端之间的间隙和介于每个基座140之间的间隙分别供给第二液流通道。液体从两侧供给第二液流通道，接着供给每个基座140，从而使供液更稳定。

现在，已对本发明的第一实施例作出了说明。由于具有这种结构，可使喷射液(第一液体)和发泡液(第二液体)分隔开，而且，通过发泡液发泡产生的压力使喷射液喷射。因此，即使象聚乙二醇或类似物这样的高粘度液体，由于传统的加热不能产生足够的气泡，而表现出不充足的喷射力，也可通过这种方式实现正常喷射。即液体(象乙醇和水的比例为4∶6，约为1-2cp的混合物)供给第一液流通道，为实现良好的发泡将促进发泡的液体供给第二液体供给通道，或将低沸点的液体供给第二液流通道。作为喷射液体，可选择加热时在发热件表面没有过热残渣或其它沉积物这样的液体。同样可使发泡稳定，并能形成良好的喷射。另外，具有这种构造的喷头，也可证明在前面结构实例的说明中涉及到的功效。因此，高粘度液体和其它液体可高喷射效率、高喷射力地被喷射。

即使对于本性不十分抗热的液体，当这种液体供给第一液流通道时，也同样能如上述高喷射效率和高喷射力，没有热致损害地喷射该液体，而对于本性不随热而改变并表现出良好的发泡性的液体供给第二液流通道。(第二实施例)

现在，依据本发明对第二实施例作出说明。包括第二实施例，第三实施例和第四实施例也同样试图提供一个结构紧凑的喷头，同时，在第二液流通道内努力提高对反向波动的预防和对喷射效率的提高，从每个相关的观点考虑减少对发热部件的空穴影响。

图23A为表明依据第二实施例的喷液头结构之横剖视图。图23B和23C分别为表明发热件2和喷液头的可动件31的结构的俯视图。

这种喷液头被称为边缘发射型(edge shooter type)液体喷头，其喷口设置在相对发泡区(发热件2)沿侧面的方向上。在元件基座1的一个表面上，作为发热件的电热转换元件设置在如图2A至2C和图3所示的喷液头内。每个发热件的结构被拉长，沿与喷口18相反的方向延伸。而通孔619设置在几乎为发热件之中心处。发热件2的通孔619与穿过元件基座1的液体供给通道621导通，在元件基座1的另一个表面侧，液体供给通道被加宽成腔形，成为液腔623。对于基座，例如，元件基座1由象硅这样的半导体材料构成。接着，液腔623和液体供给通道由机加工和化学浸蚀的结合制成。在借助半导体的制造程序电气沉积象硼化铝或类似这样的电阻层(resisting layer)和象铝或类似物的丝状电极层(wire eletrode layer)之后，发热件2由铸模形成。

在元件基座1的一个表面上，除形成发热件的位置外(通孔619的位置也排除在外)，所有由树脂、金属或类似材料构成的间隔层(spacer layer)被压成薄片。由于在制成发热件2的位置上没有形成间隔层。所以在其底部每个发热件的驻留和间隔层构成侧端，形成一个空间。该空间对于这种喷液头来说。是每个发泡区11。另外，还设置一个由几微米厚的镍或某些其他金属形成的片状的板件630(a plate type wall member 630)以覆盖包括发泡区11位置在内的间隔层636的整个上表面。在正对每个发热件2的位置上，如图23C所示，为板件630构成的一个U形狭缝35。由该狭缝35环绕的板件630部分起动一个可动件31的作用。可动件31正对与每个发热件2相对应的发泡区11。在喷口18侧，它有一个以悬臂形式的自由端，其转轴33设置在与喷口18相反的一侧。换言之，U字形的根部变成了转轴33。于是沿气泡发生区11每个气泡的产生，可动件31被迫向喷口18侧张开。也就是说，板件630具有与第一实施例之隔板30相同的结构和功能。

在板件630的上侧，形成一个包括可动件31末端在内的液流通道14结构。液流通道14的一端与作为喷口18的空气外侧导通。从制造的观点来看，液流通道14由槽形件30的槽形成。喷口18由与槽形件50之槽导通的通孔来实现。在形成发热件的元件基座1上，首先制造间隔层36。接着，在间隔层上，带有由狭缝35预先形成的可动件31之板件被安装。最后，槽形件50固定于其上以完成这个喷液头。

由于这个喷液头如上所述构成，每个发泡区11是一个由发热件2、间隔层636和可动件31(即靠近可动件31的板件630)围绕的空间。向此发泡区的供液是通过基本设置在发热件中央的通孔来实现的。在这方面，根据图23A-23C所示的实例，与液流通道14传导相连的供液通道620延伸到元件基座1的另一侧端。结果，可以通过供液通道620给液流通道14供液，而且还可通过供液通道621从元件基座1的同一侧给发泡区11供液。

现对该喷液头的运作加以说明。在正常状态下，可动件31静止在图23A虚线所示的位置上。发泡区11通过液体供给通道621和通孔619被充满。液流通道14通过液体供给通道620被充满。当电能作用时，发热件2发热，部分加热发泡区11内充满的液体。然后，随薄膜沸腾产生气泡40。在此交叉点，可动件31通过气泡产生而作用的压力向液流通道14移动。随可动件31的这种位移，由气泡产生而作用的压力之压力传递方向被导向喷口。结果，基于前述的原理，液流通道14内的部分液体以小液滴形式从喷口18喷出。

在此交叉点，与前述的喷射原理说明中所涉及到的图4和图5相比，由发泡区11内气泡的产生沿V₁-V₈的压力传递方向的压力分量全部传递给可动件31或这里所描述的喷液头之发泡区侧壁(间隔棒层636)。从而相对于喷射力，几乎没有能量损失。这样，随气泡的产生压力波从介于每个发热件2的加热表面和每个发热件2上薄膜沸腾开始的液体之间的边界集中传递。因此，即使有通孔619，并向发热件2打开，发热件2的表面也不会卷入来自液体供给通道任何期望因素的影响。因此，几乎没有从发泡区11向液体供给通道621侧的反向流动。

因此，表现出基本没有发向波动。同时，可将气泡产生的压力分量有效地导向喷口。从而，使喷液流单向流动并更稳定，显著提高喷射效率。这样，当气泡处于膨胀过程时，可动件31就处在实线表示的位置。当薄膜沸腾开始时，气泡仅存在于发热件2表面的边界处，在通孔619的位置上没有气泡出现，但随时间的消逝，气泡40膨胀并覆盖通孔619。

现就发泡时的运行情况加以描述。当气泡40收缩并消失时，气泡40在收缩过程中，其中心部分基本不变。本实施例之喷液头，通孔619设置在几乎为发热件2的中心部分。而在气泡消失过程的最后阶段，气泡仅存在于与通孔619对应的位置上。该位置略为远离发热件表面。从而，与发泡达到最后阶段，立即作用于发热件表面的情况相比，相对于发热件的空泡影响较小。因为该发泡位置是从液体供给通道621流出的再补充液体的位置，所以由发泡产生的收缩压力由于这种再补充而削弱，这种再补液的分流使空泡的影响相对于发热件2变得较小。因而使每个发热件2的耐久性提高而延长其寿命。

现就供给液流通道14和发泡区11的液体作出说明。对于这种喷液头，可在液流通道14和发泡区11内使用相同的液体或不同的液体。当使用同一种液体时，可提供一个公共液腔以使液流通道14侧的液体供给通道120与发泡区11侧的液体供给通道联通或设置独立的供给系统以使通过不同的供给压力有效地控制液流成为可能。

另一方面，当不同的液体供给发泡区11和液流通道时，用于通过加热而发泡的液体(发泡液)供给发泡区11，而用于喷射的液体(喷射液)主要供给液流通道14。当独立地使用不同的喷射液和发泡液时，就可有效正常地以这种方式喷射即使是高粘度的液体：供给液流通道14这样的高粘度液体而不会由于传统加热产生不充足的气泡而表现出不充足的喷射力，而供给发泡区11液体，这种液体具有良好的发泡性或作为发泡液具有的低沸点。类似地，抗热性不强的液体也可使用，而不会有热致损坏，并可高喷射效率、高喷射力地实现喷射。

现就本发明第二实施例加以说明，此处重要的是液体从与每个可动件相反的表面供给。每个发热件2的结构和每个通孔619的位置不必受上述的限制。为防止相对于每个发热件2的空泡影响，最好是在发泡的位置上构造通孔619，即使发泡位置偏离发热件2的中心区。(第三实施例)

图24A是表明依据本发明的喷液头结构之横剖示意图。图24B为表明这种喷液头的发热件结构之俯视图。

该喷液头被称为侧射式液体喷头，在其发泡区(发热件2)对应的位置上设置喷口18。该喷液头与图23A-23C所示的喷液头之区别在于：孔板51的设置替代了槽形件，每个发热件都是圆环状的，在其中央部分设有通孔619。

现就该喷液头的运作情况加以说明。在第三实施例的情形下，当每个发热件2发热时，在相应的发泡区11内的液体产生气泡40。在由气泡的产生而所形成的压力作用下，可动件31的自由端31较大地移向液流通道14侧，接着由气泡产生而作用的压力波被导向喷口侧，从而从喷口18喷射每个小液滴。可给发泡区11和液流通道14分别供给相同的或不同的液体。对于本实施例，通孔619也设置在与发热件2对应的位置，通过这种方式，液体被供给发泡区11，从而为稳定液流而抑制了反向波动。同时，还可减少相对于每个发热件2的空泡影响。这样，发热件2的构造和介于每个发热件2与通孔619之间的位置关系不一定受上述的第一实施例的限制。每个喷口18也不必立即置于对应的发热件2之上。例如，喷口18可平行于图24A、24B的左手侧从而被定位在临时位置上的可动件31的自由端32之上。此外，可动件31不必覆盖整个发热件的表面，只覆盖发热件表面的一半，而其余部分可构成使发泡区11与液流通道14自由传导的结构。(第四实施例)

图25是表明依据本发明第四实施例的喷液头之结构横剖示意图。该喷液头被构造成从气泡发生区11侧通过狭缝供给液流14液体，该狭缝是替代与上述第二实施例的喷液头液流通道14导通的液体供给通道620而形成于可动件35四周的板件630上。具有这种结构的设置，可使结构更简单。对于本实施例有助于获得高喷射效率和良好的液体供给特性。尤其是想抑制弯液面的反向前进，从而利用发泡时产生的压力，通过再补充实现全部强制供液。

对于这种喷液头，也可为稳定液流而抑制反向波动，同时减少相对每个发热件2的空泡影响。(第五实施例)

图26为表明依据本发明第五实施例的喷液头结构的横剖视图。对于这种喷液头，也可被构造成从发泡区11侧通过狭缝或上述的类似物给液流通道14供液，该狭缝代替了依据第三实施例与喷液头之液流通道14导通的液体供给通道20。具有这种结构的设置，就可尝试使其结构更简单。对于本实施例，有利于获得高喷射效率和良好的液体供给特性。尤其，有利于抑制弯液面的向后前进，从而利用消泡时产生的压力，通过再补充实现全部液体的强制供给。

对于这种喷液头，也可为稳定液流而抑制反向波动，同时减少相对每个发热件2的空泡影响。(其它实施例)

现在本发明的喷液头的主要部分之实施例已作出说明。在下文中，将对优选地适用于那些实施例的结构作详细的说明。(可动件和板件)

可动件的结构可被任意制造，如果其结构不是处于发泡区11侧，并能操作容易，而表现出良好的耐久性。对于喷射原理的说明，隔板是由约5微米厚的镍制成。然而，本发明不必受这种设置的限制。如果用于构成隔板(壁件)和可动件的材料仅仅是抗发泡液和喷射液溶解的，而且具有作为能运作良好的可动件的弹性，并具有允许形成精细的狭缝之特性，那么就足以令人满意了。对于上述的实施例，狭缝是为隔板而构造的，以使其起到可动件的作用。但也可采用这种方式：仅设置可动件，不设置任何隔板(在此情况下，每个可动件的转轴置于元件基座上或通过适当的支撑件的间隔棒层上或没有任何介入物在其中)或用不同材料构造隔板和可动件。

图27A-27C是说明可动件31的其它构造的示意图。在隔板上设置狭缝35，通过狭缝35组成可动件35。图27A表明了一个加长的结构；图27B表明在转轴侧有较窄部分以易于部件运动的结构；图27C表明在转轴侧有加宽段以提高部件之耐久性的结构。由于其结构表明了易于运动和良好的耐久性。所以最好是构造一个在其转轴侧表现出如图14所示的圆形处的宽度较窄部件。然而，如果可动件仅被构造成不位于第二液流通道侧，却使其活动容易，并表现出良好的耐久性，那么就足够好了。

作为可动件的材料，优先使用高耐用的金属，象银、镍、金、铁、钛、铝、铂、钽、不锈钢，或磷青铜或其合金，或为带有丙烯腈、丁二烯、苯乙烯或其它腈基的树脂，带有聚酰胺或其它酰胺基的树脂，带有聚碳酸酯或其它羧基的树脂，带有聚缩醛或其它醛基的树脂，带有聚砜或其它砜基的树脂，或带有液晶聚合物等和其化合物的树脂，具有对墨水高阻力的金属象金、钨、钽、镍、不锈钢或钽，或其合金和为得到对墨水的高阻力在其表面镀这些金属层。或带有聚酰胺或酰胺基的树脂，带有聚缩醛或其它醛基的树脂，带有聚醚酮或其它酮基的树脂，带有聚酰亚胺或其它酰亚胺基的树脂，带有苯酚树脂或羟基的树脂，带有聚乙烯或其它乙基的树脂，带有聚丙烯或其它烷基的树脂，带有环氧树脂或其它环氧基的树脂，带有蜜胺树脂或其它氨基的树脂，带有二甲苯树脂或其它羟甲基的树脂，和其混合物，此外，象二氧化硅及其化合物这样的陶瓷。

用于隔板(壁件)的材料优先使用具有良好的抗热性和抗溶解性的树脂，和良好的可模塑性，其典型代表为近年来的工程塑料，象聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、蜜胺树脂、苯酚树脂、环氧树脂、聚丁二烯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚醚砜、多芳基化合物(polyarylate)、聚酰亚胺、聚矾、液晶聚合物(LCP)及其混合物或二氧化硅、氮化硅、镍、金、不锈钢或其他金属、合金或镀钛或金的那些。

从是否可得到可动件所需的强度和操作性的观点看，隔板(壁件)的厚度决定于所造材料和构造。其优选厚度为0.5-10微米。

例如，形成可动件31的狭缝35的宽度为2微米。当发泡液和喷射液为不同的液体时，如果需要防止液体的混合，狭缝35的宽度被定为一个尺寸间隙：允许两液体间形成弯液面，应抑制液体本身的分流。例如，如果用作发泡液的液体约为2cp(厘泊)，用作喷射液的液体约为100cp或更大，那么即使狭缝有5微米宽也可防止其混合物的产生，但最好为3微米或更小。

作为本发明的可动件，厚度可考虑为微米级(tμm)。我们不想使用任何厘米级厚度的可动件。对于具有微米级厚度的可动件，如果以微米级作为狭缝宽度的目标范围，那么就需要考虑制造中产生的一些偏差。

如果正对带有狭缝的可动件的自由端或侧端的部件厚度，与可动件(见图12、13和其它)的厚度相等，那么就可通过限定宽度和考虑由制造导致的偏差，在下面所给范围内狭缝厚度之间的关系稳定地抑制发泡液和喷射液的混合。换言之，虽然限制了条件，但如果从设计的角度考虑粘度为3cp或小于3cp的发泡液与高粘度墨水(3cp、10cp等等)一起使用，那么就可能设置一个能长期抑制这些液体混合的结构，假设设置满足关系w/t≤1。

给出一个如本发明说明书中所指出的“基本封闭状态”(essentiallyclosecl state)条件的狭缝变得更可靠，如果在几个微米级的范围内生产的话。

如上所述，如果相对于发泡液和喷射液而划分功能，那么可动件的基本功能是一个分割件。而当可动件随气泡的产生而移动时，可观察到有少量的发泡液与喷射液发生混合。用于图像形成的喷射液，一般地对于喷墨记录来说，着色剂的浓度约为3-5％。从这看出，如果发泡液与喷射液的液滴在20％或更少的范围内混合，就几乎不会发生什么明显的变化。因此，可以知道发泡液与喷射液的混合物使喷射的小液滴的混合物为20％或更少，也包括在本发明的范围内。

这样，当在这种结构实现实际的喷射时，发泡液混合物的上限为15％，即使粘度发生变化。发泡液为5cp或更少时，这个混合比例的上限约为10％，虽然它依赖于驱动频率，尤其是如果喷射液的粘度被限定为20cp或更小，那么就可能当粘度变小时，减少该混合物(到5％或更少)。(发热件)

每个设置在元件基座上的发热件的结构可以是下面其中的一种：每个阻抗层(发热部分)形成于元件基座上的金属线电极之间或形成于包括阻抗承受层的保护层之间。另外，在元件基座上，晶体管、二极管、锁存器(latches)、移位寄存器和其它功能元件可在半导体制造过程中被集成装配。

对于上述的每个实施例，所用的发热件是由对电信号作出反应而发热的阻抗层构造而成的。但本发明不必受这种发热件的限制。如果该部件能够引起发泡液产生足够的气泡喷射可喷之液体，那么这样的发热件就足够好了。例如，可用具有发热部分的光热转换元件，当受到激光束或其它光束或带有当受到高频波时发热的热发生部分的发热元件。(喷射液和发泡液)

依据上述的本发明，可比采用前述的设置可动件结构的传统喷液头之喷液具有更大的喷射力和更高的喷射效率，而且能够更高速地喷液。当同一种液体被当作发泡液供给每个发泡区，被当作喷射液供给液流通道时，就可使用不同种类的液体，如果所用的液体的质量不因加热而变坏，那么加热时就不易在发热件上产生沉积，而且加热时通过蒸发和浓缩能够表现出可逆的状态变化，此外还不会引起各液流通道，可动件和隔板被破坏。

例如，这样的液体可用具有用于传统喷泡设备作为记录用液(记录液体)成分的油墨。

另外，当用不同的液体分别作为喷射液和发泡液时，可用具有上述发泡液特性的液体，更为详细地，可提名如下：甲醇、乙醇、正丙醇(n-propanol)、异丙醇、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、二氧杂环己烷、环己烷、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，可使用各种不同的液体作喷射液，而与发泡液和热性质无关。即使是发泡能力低并用传统的喷液头喷射困难的液体，当受热其性质即发生变化或高粘度的液体都可用作喷射液。然而，作为喷射液的性质，应该是由喷射液本身或通过与发泡液接触引起的反应不阻碍喷射、发泡和可动件的运行等。作为用于记录的喷射液，可用高粘度油墨或类似物。作为其它的喷射液，可指定抗热性不强的液体，象药和香水。

对于传统的喷射被认为是喷射有困难的液体，其喷射速度将会降低，因此如果应用传统的喷液头，喷射方向将变化，并使记录单上喷射点的精度变坏。喷射量也会由于不稳定的喷射而引起变化。从而，很难得到质量好的图像。然而，如上所述构造的实施例，就可能通过使用发泡液充足稳定地产生每个气泡。因此，小液滴冲击的精度可随喷墨的稳定数量而提高。因而使记录图像的质量显著改善。

作为为油墨和其它液体提供的记录载体，可用客观物质：各种纸和OHP纸，用于光盘的塑料材料、装饰板、铝和铜等金属材料；牛皮、猪皮、人造革、其它皮革材料，木材、胶合板、竹子、瓷砖等陶瓷制品，海绵或其它三维结构。

依据本发明，可通过作为喷射液的油墨的供给得到具有良好的图像质量的记录体，喷射液分别包含颜料油墨(2cp)、色素油墨(15cp)、聚乙醇类200(55cp)，或聚乙醇600(150cp)，起动电压2.5KHz，25V，当使用如上所述的乙醇和水的混合物时。(喷液头架)

现对依据上述每个实施例中安装喷液头的喷液头架作简要的说明。上述的任何一个喷液头都可被设置为一个架。在下文中，将对喷液头架的结构加以简要说明。在此说明中，将对假设所用的喷液头如图24A和24B(第三实施例)所示的侧射式喷液头。图28是表明包括这样的喷液头的喷液头架三部件分解透视图。该喷液头架的结构大约分为喷液头装置200和液体容器90。这里，即使使用第一和第二实施例的边射式喷液头，也基本上能够组成一个喷液头架。

喷液头装置200包括元件基座1，形成于间隔层之上；板件30，孔板51，液体供给部件80和供给电信号的印刷电路板(TAB TAPE)70等等。如前所述，若干个发热电阻器(发热件)在元件基座1上呈直线排列。设置若干个功能元件，有选择地起动这些发电阻器。各发泡区介于元件基座1和设有可动件的板件30之间。发泡液被分配到那里。通过板件30、孔板51和液体供给件80的接合，形成分配要喷射之喷射液的液流通道(未示出)。

对于液体容器90，油墨或其它喷射液和产生气泡的发泡液。分别供给喷液头，并分离储存在容器中。在液体容器90的外侧1，定位装置94被设置，以安装一个连接用的连接物。设置一个固定轴95以固定连接物TAB带(TAB TAPE)70通过相对于喷头装置定位的液体容器90而结合，并通过两面胶带固定于液体容器90的表面。喷射液从液体容器90的喷射液体供给通道92通过连接件的供给通道81给液体供给件80的喷射液体供给通道84供液，接着，通过每个元件的喷射供给通道20供给喷射液体流动通道。同样地，发泡液从液体容器90的供给通道93供给发泡液液体供给元件80的供给通道83，然后通过每个元件的发泡液供给通道21供给每个发泡区。

现对具有能使作为不同液体的发泡液和喷射液被供给之供给方式的喷液头头架和液体容器加以说明。当喷射液和发泡液为同一种时，发泡液的供给通道和喷射液的供给通道就不必隔离了。而液体容器可通过每种液体消耗后的再补液而被使用。这样就需要为液体容器设置一个液体注入口。集中设置或分别设置喷液头和液体容器都是可行的。(喷液装置)

图29为说明装有喷液头的喷液装置之示意图。这里，尤其将对使用作为喷射液的油墨的喷墨记录装置IJRA作出说明。

喷液设备(喷墨记录装置IJRA)滑动架HC可拆开地装配着喷液头架，该架包括液体容器90，用于容纳油墨和喷液头装置200，并可沿向后倾斜的媒介物的宽度方向往复运动，象记录单这样的媒体，被记录媒体运载工具运载。当起动信号从起动信号供给装置供给架HC上的喷液装置(未示出)时，记录液体从喷液头被喷射到响应这些信号的记录媒体上，记录设备设置一个马达111作为动力源，齿轮112和113。滑劝架轴85或类似物以从动力源将驱动力转换到滑动架上。通过应用这种记录设备和采用这种记录设备的喷液方法可得到具有良好图象的记录物体。

图30为表明作为整体的记录设备通过应用本发明的喷液方法和喷液头而喷射用于记录的油墨的方框图。

本记录设备接受从主机结束的作为控制信号的打印信息。打印信息临时存储在记录设备的输入界面301内。同时，打印信息被转换为可在记录设备内被处理的数据，并被输入CPU302，CPU302作为供给喷头驱动信号的装置起到双重作用。CPU302依据存储于ROM302中的控制程序利用象RAM304这样的外部设备处理输入数据和其它数据，并把它们转换成打印数据(图像数据)。CPU302为起动驱动马达运载记录单和记录头而输出马达起动数据，同时在记录单的合适位置上记录图像数据。图像数据和起动数据通过喷头传动器307和马达传动器305分别被传送到喷头200和驱动马达306，307和305，依据控制定时被驱动形成图像。

可用于供应油墨或其它物的上述记录设备的记录载体，可指定不同的纸和OHP单，用于压缩盘的塑料、装饰板、或类似的物质、织物、象铝和铜这样的金属材料，牛皮、猪皮、人造革或其它皮革材料、木材、胶合板、竹子、瓷砖和其它陶瓷材料、海绵或其它三维结构。上面所述的记录设备，可命名为在不同的纸和OHP单上记录的打印设备，塑料记录设备，用于在光盘和其它塑料材料上记录；用于在金属板上记录的记录设备；用于在皮革上记录的记录设备；用于在木材上记录的记录设备；用于在陶瓷上记录的记录设备，用于在三维网状结构象海绵上记录的记录设备。还包括在织物上记录的织物印花设备。用于这些喷液设备的喷液头，可使用决定于记录载体的种类和记录条件的任何液体。(记录系统)

现就应用本发明的喷液头作其记录头以实现在记录载体上记录的喷墨记录系统的一个实施例加以说明。图31为说明这种喷墨记录系统的结构的示意图。

用于该喷墨记录系统的喷液头是一个完全线型喷头(full line type)，即若干个喷口被设置在与间隔(密度)为360dpi(每360个液滴25.4mm)记录载体150之可记录宽度对应的长度方面上。四个喷液头201a、201b、201c、和201d被彼此平行沿X方向给定间隔上的托架202固定支撑，并分别对应于四种颜色：黄(Y)、洋红(M)、青(C)、和黑(BK)。从构成起动信号供给装置的喷头传动机构，信号被供给喷液头201a至201d。依据这样的信号，四种不同颜色的油墨、黄、洋红、青、黑从油墨箱204a至204d分别供给两个喷液头201a至201d。在每个喷液头201a至201d的下面，设置了由海绵或其它油墨吸收材料容纳其中并当记录停止时分别覆盖喷液头201a至201d之喷口的喷头盖203a至203d。这样使喷液头201a至201d得到保养。

此外，对于这种记录系统，设置了输送带206以构成用于输送如前所述的各种记录载体的输送装置。该输送带绕给定通道的不同的滚筒移动，由与马达传动机构305连接的传动滚筒传动。

对于这种喷墨记录系统，预处理设备215和后处理设备252分别被安装在记录载体输送通道的上游和下游，相对于记录载体在其上实现记录前和记录后不同的处理。

预处理和后处理在处理内容上依记录载体的种类和油墨的种类不同而不同。例如，对于金属、塑料、陶瓷等用于记录的载体，放射出的紫外线和臭氧激活这样的载体的表面，从而改善油墨的附着。对于象塑料这样易产生静电的记录载体，在这种情形下，尘土颗粒很容易被静电吸在载体表面上妨碍了正常的记录。因此，象预处理设备，使用去除静电的电离层(ionizer)，这样，尘土颗粒就从记录载体被除掉。布料也被用作记录载体，为防止在春上产生污点，提供一种从碱性物质、水溶性物质、人造聚合物、水溶性金属盐、尿素和硫尿素中选择出物质的工序，如同预处理过程一样，改善着色率。预处理不必受上述的限制。它可以是使记录载体的温度恰如其分地达到适合在这样的载体上记录的温度的过程。另一方面，固定过程作为促进油墨固定的后处理工序，通过作为为油墨而准备的记录载体的后处理的热处理或紫外线放射等等来实现。冲洗工序是作为冲洗在预处理中为记录载体而提供的不活跃状态的处理剂之后处理程序来进行的。

这里，对假设所用的喷液头为完全线型的喷液头的情况已作出说明，但本发明不限于此。可以这种方式应用本发明：前述的较小的喷液头沿用于记录的记录载体的宽度方向被输送。(喷头箱)

在下文中，将对装备有本发明的喷液头之喷头箱加以说明。图32是展示这样的喷头箱的示意图。

喷头箱装配有喷墨用的喷墨装置511之喷液头510；油墨箱520，与喷液头510可分开或不可分开；油墨充填装置520使油墨被充填入箱体501的油墨箱520装上外罩。当油墨被消耗时，油墨充填装置530的喷射装置(喷射针和其它部件)531部分插入油墨箱520的通气口521，喷头的塞孔、或开在油塞箱520壁上的孔，通过该插入部分，油墨充填装置的油墨被充入油墨箱。

这样，本发明的喷液头、油墨箱和油墨填充装置被装入一个箱体。接着，当油墨被消耗时，油墨可很容易地被充入如上所述的油墨箱从而使其迅速开始记录。

这里，已假设油墨充填装置包括在喷头箱内，但作为一个喷头箱，可采用一个充入油墨的可分型油墨箱和喷液头被装在箱体501内，而没有任何油墨充填装置的情形作出了说明。图32也展示了可用于给油墨箱补充油墨的油墨补充装置，但它也可采用这种形式：除油墨箱外，为给发泡液容器补充发泡液而设置的发泡液补充装置也被装入箱体内。

如上所述，依据本发明，每个给第一和第二液流通道供液的液体供给通道分别设置在不同侧。因此，与第二液体供给系统设置在第一液体供给通道之后的结构相比，从上述的喷头供给两种液体，将会使设备变得更小。

对于从支撑件侧给第二液流通道供液的设备，不必为给第二液流通道供液而在顶板或隔板上设置任何通孔。因而，可使喷头结构比较简单，从而提高生产过程中的产生。对于具有为此而设置多个基座的设备，任何液体都可通过利用形成于各个基座之间的间隙给第二液流通道供液，就可使喷头结构更简单，从而得到稳定的发泡压力。

此外，依据本发明，液体从正对各个可动件的表面侧通过发泡区给各发泡区供液。因此，当试图提高其喷射力时，就可能抑制各气泡的膨胀零件和沿与供液相反的方向的压力被分量的传递以限制喷射液单向流动。结果就会对喷射液体流动的稳定起作用。为相对于发热件的空泡产生的相应部分设置了通孔，这样就使抑制空泡对发热件的影响成为可能。从而延长发热件的使用寿命。

Claims (35)

1、一种喷液方法，它装配有发热件，用于产生气泡以喷射液体；喷口，设置在与所说的发热件对应的位置上；第一液流通道与所说的喷口导通；第二液流通道，对应于所说的发热件设置；隔板，用于隔离第一和第二液流通道，所说的隔板有自由端，可在由所说的发热件产生气泡而施加的压力作用下向所说的第一液流通道移动，用于将所说的压力从所说的喷口导向用于喷射液体的所说的喷口侧，

液体供给所说的第二液流通道和液体供给所说的第一液流通道分别在不同侧完成。

2、根据权利要求1的一种喷液方法，其特征在于：为基座设置一个通孔，为此，在基座上设有所说的发热件，和液体供给所说的液流通道是从固定所说的基座的支撑件的反侧通过所说的通孔来实现的。

3、一种利用喷液头的喷液方法，其中喷液头装配了用于喷射液体的喷口；发泡区，用于在液体中产生气泡；可动件，每个都能够在第一位置和第二位置之间移动，而第二位置距离所说的发泡区要比第一位置距离发泡区远一些，并且至少给所说的发泡区供液，以使所说的可动件通过在所说的发泡区内产生气泡而形成的压力从第一位置移到第二位置，从而使气泡向用于从所说的喷口喷液的喷口侧膨胀，

所说的液体供给所说的发泡区是从与所说的可动件相反的一侧完成的。

4、根据权利要求3的一种喷液方法，其特征在于：所说的液体从设置在所说的发泡区的通孔被供给的。

5、一种喷液方法，通过产生气泡来从喷液口喷液，其特征在于：所用的喷头设置有与所说的喷口导通的液流通道；发泡区，带有用于产生气泡的发热件；可动件，设置在所说的液流通道与所说的发泡区之间，每个可动件在所说的喷口侧都有自由端；

通过给所说的发热件的加热，从而在所说的发泡区内产生气泡，所说的可动件的自由端被所说的发泡产生的压力移到所说的液流通道侧，通过所说的可动件的位移将所说的压力导向所说的液流通道的喷口侧。

6、一种喷液方法，通过产生气泡而从喷口喷液，其特征在于：所用的一个喷头设置有与所说的喷口导通的液流通道；发泡区，带有用于发泡的发热件；和可动件，设置在所说的液流通道与所说的发泡区之间，每个可动件在喷口侧都有自由端；

第一液体供给所说的液流通道，同时，第二液体从与所说的可动件相反的表面侧供给所说的发泡区；并且

气泡通过发热件的加热在所说的发泡区产生；可动件的自由端在由发泡产生的压力作用下移向所说的液流侧，并通过所说的可动件的位移将所说的压力导向所说液流通道的喷口侧。

7、根据权利要求5或6的喷液方法，其特征在于：所说的第一液体和所说的第二液体为同一种液体。

8、根据权利要求5或6的喷液方法，其特征在于：所说的第一液体与所说的第二液体为不同的液体。

9、根据权利要求1、2、5和6中任一个的一种喷液方法，其特征在于：由薄膜沸腾现象产生的气泡是通过所说的发热件在所说的液体中产生的。

10、根据权利要求5或6的一种喷液方法，其特征在于：发热件上设有通孔，第二液体通过所说的通孔供给所说的发泡区。

11、一种供液方法，设置了用于产生气泡以喷射液体的发热件；对应于所说的发热件而设置的喷口；与所说的喷口导通的第一液流通道；对应于所说的发热件而设置的第二液流通道；用于隔离第一和第二液流通道的隔板，所说的隔板带有自由端，由发热件产生的气泡压力使其移到所说的第一液流通道侧，将所说的压力导向用于从所说的喷口喷液的所说的喷口侧，

其中，第一液体供给通道与所说的第一液流通道导通，第二液体供给通道与所说的第二液流通道导通，这样，液体从靠近每个液流通道一侧以相对于所述隔板相反的方向供给。

12、根据权利要求11的一种液体供给方法，其特征在于：基座上设置一个通孔，基座上有为此而设置的发热件，液体从固定所说的基座的支撑件的反侧供给所说的液流通道是通过所说的通孔实现的。

13、根据权利要求11的一种液体供给方法，其特征在于：隔板基本上被设置为U形，所说的隔板被固定并覆盖设有所说的发热件的基座，液体从固定所说基座的支撑件的反侧供给所说的第二液流通道是通过形成于所说基座的侧端和所说的隔板之侧壁的狭缝来实现的。

14、根据权利要求11的一种液体供给方法，其特征在于：若干个设置有所说发热件的基座在支撑件上直线固定，使介于发热件间的间隔恒定，液体从所说的支撑件侧供给所说的第二液流通道是通过所说基座侧壁之间的狭缝实现的。

15、根据权利要求14的一种液体供给方法，其特征在于：所说的隔板大体上构造成U形，所说的隔板被固定并覆盖每个基座，液体从支撑件侧供给所说的第二液流通道是通过所说基座侧端和所说隔板的侧壁之间的狭缝实现的。

16、一种喷液头，设置了用于发泡喷液的发热件，对应于所说的发热件而设置的喷口，与所说的喷口导通的第一液流通道，对应于所说的发热件而设置的第二液流通道。用于隔离所说的第一和第二液流通道的隔板，所说隔板的自由端可在所说发热件产生的气泡压力作用下移向所说的第一液流通道侧，从而将所说的压力导向用于从所说的喷口喷射液体的喷口侧，

其中，第一液体供给通道与所说的第一液流通道导通，第二液体供给通道与所说的第二液流通道导通，这样，液体是从靠近每个液流通道一侧以相对于所述隔板相反的方向供给的。

17、根据权利要求16的一种喷液头，其特征在于：设置有所说的发热件的基座被固定在支撑件上，所说的基座上设置有一个通孔，所说的第二液体供给通道，从所说的支撑件侧通过所说的通孔形成与所说的第二液流通道导通的通孔。

18、根据权利要求17所述的一种喷液头，其特征在于：设置有许多条第二液体流通道，并且为每第所说的第二液体流通道设置通孔。

19、根据权利要求16的一种喷液头，其特征在于：设置带有所说的发热件的基座，所说的隔板构造成U形，所说的隔板被固定并覆盖基座，所说的第二供给通道从所说的支撑件侧通过形成于所说基座的侧端和所说隔板的侧壁之间的狭缝形成与所说的第二液流通道导通的通道。

20、根据权利要求16的一种喷液头，其特征在于：若干个设置有所说发热件的基座在支撑件上直线固定，使介于发热件的间隔恒定，第二供给通道通过形成于所说的基座侧壁之间的狭缝从所说的支撑件侧形成与所说的第二液流通道导通的通道。

21、根据权利要求20的一种喷液头，其特征在于：所说的隔板大体上被构造成U形，所说的隔板被固定并覆盖每个基座，所说的第二供给通道包括通过形成于所说基座侧端和所说的隔板侧壁间的狭缝从所说的支撑件侧与所说的第二液流通道导通的通道。

22、一种喷液头，装置有用于喷液的喷口，通过给液体加热而产生气泡的发热件，和正对所说发热件设置的可动件，可动件带有自由端和转轴，所说的可动件在通过所说的气泡产生而形成的压力作用下移动，通过所说的可动件的移动从所说的喷口喷液，

在所说的发热件上设置一个通孔，以通过所说的通孔给发热件供液。

23、根据权利要求22的一种喷液头，其特征在于：所说的喷口正对所说的发热件，所说的可动件设置在所说的发热件与所说的喷口之间。

24、一种喷液头，设置有用于喷液的喷口，与所说的喷口导通的液流通道，发泡区内设置发热件，可动件设置在所说的液流通道与所说的发泡区之间，每个可动件在所说的液体流动侧设有自由端，所说的自由端在通过在发泡区产生的气泡而形成的压力作用下移动，从而将所说的压力导向所说的液流通道的喷口侧，

所说的喷液头为所说的发热件设置一个通孔，第一供给通道用于给所说的液流通道供液，第二供给通道用于通过所说的通孔给所说的发泡区供液。

25、一种喷液头，设置有用于喷液的喷口，与所说的喷口导通的液流通道，带有发热件的发泡区，设在正对所说的喷口位置上，能在液体中产生气泡，和可动件，每个可动件都有自由端且位于所说的喷口和所说的发热件之间，因而它是被设置在所说的液流通道和所说的发泡区之间，以使所说的自由端在通过发泡区产生的气泡所形成的压力作用下移向所说的液流通道侧，

所说的喷液头为所说的发热件设置一个通孔，第一供给通道用于给所说的液流通道供液，第二供液通道用于给所说的发泡区供液。

26、根据权利要求24或25的一种喷液头，其特征在于：供给所说第一液流通道的液体和供给所说第二液流通道的液体为同一种液体。

27、根据权利要求24或25的一种喷液头，其特征在于：供给所说第一液流通道的液体和供给所说第二液流通道的液体为不同种的液体。

28、根据权利要求22至25中任一个的一种喷液头，其特征在于：所说的气泡是利用所说的发热件产生的热量在所说的液体中产生薄膜沸腾现象而产生的。

29、根据权利要求22至25中任一个的一种喷液头，其特片在于：所说的发热件是电热转换元件，它带有通过接受电信号而发热的发热电阻元件。

30、一种喷液头架，其特征在于它设置有一个依据权利要求16的喷液头，和用于通过第一和第二液体供给通道给所说的喷液头供应第一液体和第二液体的第一和第二液体容器。

31、根据权利要求30的一种喷液头架，其特征在于：所说的喷液头与所说的第一和第二液体容器是可分开的。

32、一种喷液头架，其特征在于它设置有一个根据权利要求22、24和25中任一个的喷液头和将液体供给所说的喷液头的一个液体容器。

33、一种喷液设备，其特征在于它通过在一个能在辅助扫描方向往复运动的架上安装一个根据权利要求16的喷液头，从而在记录载体上记录。

34、一种喷液设备，其特征在于它装配有根据权利要求22、24和25中任一个中所述的喷液头，和用于从所说的喷液头供给用于喷液的起动信号的供应起动信号装置。

35、一种喷液设备，其特征在于它设置有一个根据权利要求22、24和25中任一个所述的喷液头，和用于运送从所说的喷液头接收喷射的液体的记录载体之记录载体运送装置。

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