CN1247802A - 喷液头、喷液方法和喷液装置 - Google Patents

Abstract

一种喷液头,包括:加热件;喷嘴;与喷嘴连通的流道;设置在气泡生成区内的活动件,以便随着气泡的生长而移动;限制部,用于将每一活动件的移动限制在所需范围内。限制部被设置成面对流道的气泡生成区,并随着位移后的活动件与限制部之间的接触,具有气泡生成区的流道变成除喷嘴之外的基本上闭合的空间。利用这种设置的结构,使得能够抑制向上游侧方向的逆波,同时可以利用快速被拉回到喷嘴的弯液面防止星星点点的液滴,因而稳定了喷液量以提高印件质量。

Description

喷液头、喷液方法和喷液装置

本发明涉及一种喷液头，该喷液头利用作用在液体上的热能所产生的气泡喷出所需液体。本发明还涉及喷液头盒及利用这种喷液头的喷液装置。更具体地说，本发明涉及一种装有活动件的喷液头，该活动件可以利用气泡生成发生位移，本发明还涉及喷液头盒及利用这种喷液头的喷液装置。

同时，本发明可用于能够在记录介质上进行记录的打印机，这些记录介质包括纸张、纤维、织物、布、皮革、金属、塑料、玻璃、木料以及陶瓷和其它一些材料。本发明也可用于复印机、具有通讯系统的传真设备以及装有打印机的装置如文字处理器。本发明还可用于与各种处理装置联合复杂配置的工业用记录系统。

在这里，在本发明的说明书中，“记录”一词不仅意味着形成文字、图形及其它有明确意义的图象，同时也意味着形成不代表任何特殊含义的图形及图象。

人们早已经知道了喷墨记录法即所谓的气泡喷墨记录方法，在这种方法中给墨水赋予能量如加热墨水，这造成墨水状态发生变化，随之发生体积的陡变(产生气泡)，墨水通过这种状态变化所产生的作用力而从喷嘴中喷出，然后喷出的墨水可以粘附在记录介质上而形成了图象。如美国专利US4,723,129及其它一些专利说明书所公开的那样，利用这种气泡喷墨记录方法的记录装置一般都配备有墨水喷嘴；与喷嘴连通的流墨通路；设置在每条流墨通路中的每个电热转换器件(元件)用作喷墨能量产生装置。

按照这种记录方法，能够快速低噪音地记录下高质量的图象。同时，利用这种喷墨头所进行的这种记录方法，在具有许多其它优点的同时，它可以便于高密度喷墨地布置喷嘴，从而可用小型装置以高分辨率记录下图象，同时也可以很容易地获得彩色图象。因此，近年来，在很多办公设备中如打印机、复印机、传真机中广泛采用了气泡喷墨记录方法，进而，这种方法也被广泛应用于纺织印刷系统及其它工业用途。

目前，随着气泡喷墨技术的广泛应用以及该技术目前应用于很多领域的产品中，近年来对该技术提出如下所述的日益增强的各种要求。

为获得质量更好的图象，重新提出了驱动条件，以使喷液方法或类似方法应当在能实现更高速喷墨的气泡稳定生成的基础上良好地喷墨。同时，从高速记录的角度出发，已经提出对流道结构进行改进，以便获得在流道中对已喷出的液体进行快速补充的喷液头。

除了这种喷液头之外，在日本专利申请公报No.6-31918(具体地说，图3)的说明书中公开了一种发明，在该发明中注意到了随着气泡生成而产生的逆波(指向与喷嘴方向相反的压力)，然后设置一种结构以防止这种逆波，因为逆波会造成喷射时的能量损失。根据该说明书所公开的发明，将一个三角形片状件的三角部分设置成面对每个产生气泡的加热器。该发明借助这种片状件可暂时地稍微抑制逆波。但是，在该说明书中根本就没有提及气泡生成与三角形部分的关系，也没有公开任何处理这种关系的想法。因此，该发明仍存在下面所述的问题。

换句话说，所公开的该发明被设计成将加热器置于一个凹槽部分的底部，这就使得难以提供一个令加热器与在直线上的喷嘴相互连通的有利条件。从而，每个液滴不能稳定地保证其形状一致。同时，由于每个气泡的生成可以从三角形部分的每个顶点的周围开始，所以气泡整个从三角形板状件的一侧向相反一侧地长大，从而每个气泡在液体中就像根本不存在三角形板状件时的情况一样完成长大。因此，对于气泡的生长来说，三角形板状件的存在根本就没有什么影响。相反地，每个板状件整个被每个气泡包围住，在气泡收缩阶段，这种条件有可能会干扰流向每个位于凹槽部分的加热器的补充液流。结果是，在凹槽部分会伴随有微小的气泡，这本身将干扰基于气泡生长的喷射工作原理。

同时，根据EP-A-436047提供了一个发明，该发明提出交替地打开与关闭设置在靠近喷嘴附近的区域与气泡生成部之间的第一截流阀以及第二阀门，第二阀门设置在气泡生成部与墨水供应部之间，以便将它们完全关闭(如EP-A-436047中图4至图9所示)。但是，该发明不可避免地要将三个腔室中的每个腔室分成两半。这样一来，在液滴后面的墨水在喷射时会出现一个很大的曳尾，与每个气泡都生长、收缩和消失(这大概是由于在气泡消失过程中无法有效地利用所造成弯液面的收缩)的普通喷射方法相比，它会产生大量的散墨点。并且，在补充液体时，液体应当随着每个气泡的消失被供给气泡生成部。但是，由于直到下个气泡发生之前都不能向喷嘴供应液体，因此，不仅每个喷出的液滴的大小会发生很大的变化，而且喷液响应频率变得很低。因此，所提出的这一发明是很不切合实际的。

另一方面，本申请人因此已提出一系列的发明，它们有助于进行有效的喷液，这些发明采用活动件(片状件或类似部件，它们和现有技术不同地在其支点的喷嘴侧具有自由端)。在所提出的这些发明中，一个公开在日本专利申请公报No.9-48127的说明书中的发明是一个调整活动件位移上限的发明，从而防止了由在日本专利申请公报No.9-323420的说明书中公开的活动件的行为所造成的即使是很小的干扰。并且，在日本专利申请公报No.9-323420的说明书中公开了这样一个发明，即在前述活动件上游侧的公用液室的位置被设置成可移向下游侧、也就是活动件的自由端侧移动，利用活动件所提供的优点来提高液体补充能力。但是，对于这些发明来说，不仅整个没有注意每个与液滴形成有关的独立的气泡产生因素，也没有注意对于它们之间的关系，这是因为在发明设计前言中所采取的方式是在活动件暂时利用气泡生长的状态后立即将气泡释放到喷嘴侧。

然后，在此设计方向的下个设计阶段内，申请人在日本专利申请公报No.10-24588中公开了一个发明，在该发明中作为一个新设想地(声波)使气泡生成区的一部分脱离活动件，它注意到了由喷液构成元素的压力波传播引起的气泡生长。但是，对于这一发明，同样也仅仅注意了每个气泡在喷液时的生长情况。结果，在注意上述问题时，既没有考虑与液滴本身形成有关的每个独立的因素，而气泡产生整个与液滴形成相关，也没有考虑到这些独立因素之间的关系。尽管人们已经知道利用薄膜沸腾法产生的气泡的头部(侧喷型)对喷射会产生极大的影响，但还没有一个发明注意这部分以使其有效地利于喷射液滴的形成。本发明的发明人在设计本发明时用心研究了此部分以便从技术上对其加以阐明。

从形成喷射液滴的形成的角度出发，本发明人对从每个气泡生成到其消失的过程进行了精密分析。然后，作为这种精密分析的结果而设计出一系列的发明。本发明就是这些发明中的一个，其目的是为了减少成为喷墨特点的、会降低印件质量的并且使得设备本身及记录介质被沾染的散墨滴。与现有技术相比，本发明在连续喷墨操作中的图象质量稳定性方面可达到极高的技术标准。

本发明的主要目的如下：

本发明的第一个目的是提供一种极为新颖的喷液原理，借助这一原理所产生的气泡和在喷嘴侧的液体以及在供液侧的液体，受到活动件及整个液体流道的抑制。

本发明的第二个目的是提供一种喷液方法和喷液头，利用它们，控制喷射液滴的形成过程以期降低星星点点的液滴，同时在喷射操作中基本上消除星星点点的液滴。

第三个目的是减轻记录装置所需结构的系统负载使得它能够消除由于星星点点的液滴的存在及弯液面的不稳定所造成的缺陷。

为达到本发明的这些目的，该喷液头包括：一个加热件，用于产生在液体中生成气泡所需的热能；一个构成喷射液体的部分的喷嘴；一个液体流道，它与喷嘴连通并具有一个使得液体能够生成气泡的气泡生成区；一个设置在气泡生成区的活动件，它可随着气泡的生长而移动；以及一个限制部，用于将活动件的位移限制在所需的范围内，利用在气泡生成时的能量，液体被从喷嘴喷射出去。对于这种喷液头，限制部被设置成在流道中面对气泡生成区，然后，随着在已位移的活动件与限制部之间基本上相互接触，具有气泡生成区的流道变成一个除喷嘴之外的基本上闭合的空间。

同时，本发明的喷液方法，采用的喷液头包括：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成喷射液体部分的喷嘴；一个与喷嘴连通并具有一个气泡生成区能使液体生成气泡的液体流道；一个设置在气泡生成区内可随着气泡的生长移动的活动件；以及一个限制部，将活动件的位移限制在所需的范围内，利用气泡生成时的能量，液体被从喷嘴喷射出去；该方法包括这样一个步骤，即，在气泡变为最大气泡之前，将活动件置于与限制部相接触的位置，从而使得具有气泡生成区的流道成为一个除喷嘴之外的基本上闭合的空间。

此外，本发明的喷液方法，采用的喷液头包括：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成喷射液体部分的喷嘴；一个与喷嘴连通并具有一个气泡生成区能使液体生成气泡的流道；一个设置在气泡生成区内可随着气泡的生长移动的活动件；以及一个限制部，将活动件的位移限制在所需的范围内，利用气泡生成时的能量，液体被从喷嘴喷射出去；该喷射方法包括以下步骤：通过利用热能在液体中生成气泡以液柱的状态从喷嘴喷出液体；在液柱脱离之前在气泡消失的更为早期的阶段，在气泡生成区内向下游侧移动的液体的量大于向上游侧移动的液体量；同时将弯液面拉向喷嘴以便使液柱脱离以形成液滴

同时，为达到上面所述的目的，本发明的喷液头被设计成以下形式：

一种喷液头包括：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成用于喷射液体的部分的喷嘴；与喷嘴连通，同时具有气泡生成区以使液体生成气泡的液体流道；在气泡生成区内的活动件，它随着气泡的生长而移动；以及限制部，将活动件的位移限制在所需的范围内，同时利用气泡生成时的能量，液体从喷嘴喷出。而连接从位于喷嘴侧的加热件的端部起到中心部分的整个范围的区域与喷嘴的中心处于直线连通状态，在这个区域内只有液体存在，当活动件处于备用状态时，活动件的自由端被置于面对气泡生成区的中心部分的位置，然后，随着自由端与限制部的基本接触，通过在气泡生成区的上游侧产生流道的最大流道阻力，基本上以一种均匀的状态在上游侧形成最大气泡部分。

还有，一种喷液头包括：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成用于喷射液体的部分的喷嘴；与喷嘴连通，同时具有气泡生成区以使液体生成气泡的液体流道；在气泡生成区内的活动件，它随着气泡的生长而移动；以及限制部，将活动件的位移限制在所需的范围内，同时利用气泡生成时的能量，液体从喷嘴喷出。而对于这种喷液头，限制部被设置在流道中的气泡生成区的上方，并设置气泡输送机构，以便在气泡的消失过程中，利用所产生的液流在流道中将气泡从活动件与限制部的间隙沿着面对加热件的液流液流输送。

还有，一种喷液头包括：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成用于喷射液体的部分的喷嘴；与喷嘴连通，同时具有气泡生成区以使液体生成气泡的液体流道；在气泡生成区内的活动件，它随着气泡的生长而移动；以及限制部，将活动件的位移限制在所需的范围内，同时利用气泡生成时的能量，液体从喷嘴喷出。而随着活动件与限制部基本上接触，这种喷液头的具有气泡生成区的流道变成一个除喷嘴之外的一个基本上闭合的空间，而当活动件打开基本上闭合的空间时，液体流入到气泡生成区内，同时流入的液体与随着喷嘴与加热件之间的区域内液体的消失而向加热件侧流动的液体汇流在一起。

还有，一种喷液头包括：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成用于喷射液体的部分的喷嘴；与喷嘴连通，同时具有气泡生成区以使液体生成气泡的液体流道；在气泡生成区内的活动件，它随着气泡的生长而移动；以及限制部，将活动件的位移限制在所需的范围内，同时利用气泡生成时的能量，液体从喷嘴喷出。对于这种喷液头，设置初始位移装置，用于与气泡生长无关的移动活动件，同时限制部设置在面对流道中的气泡生成区，而随着活动件与限制部的基本接触，具有气泡生成区的流道变成除喷嘴之外基本上为闭合的空间，而活动件打开该基本上闭合的空间。

还有，一种喷液头，包括：一个加热件，用于加热流道中的液体以便在液体中生成气泡；一个喷嘴，与液体流道的下游侧连通，利用随气泡生长而产生的压力来喷射液体；一个活动件，以悬臂的方式设置在流道中，其一端支承在悬臂上，其自由端位于喷嘴侧；一个限制部，用于限制活动件的位移，当活动件随着气泡的生长而移动时，该限制部基本上与活动件基本接触，基本上关闭流道的上游侧；以及控制装置，用于控制加热件的驱动。对于这种喷液头，当液体从同一个流道被喷射出去时，在活动件从紧接着上次的液体喷射的位移状态复原、其振动尚未完全稳定下来之前，于活动件向位移状态的方向位移的过程中，控制装置对加热元件进行驱动，以便进行下一次喷液。

同时，一种喷液头，包括：一个加热件，用于加热流道中的液体以便在液体中生成气泡；一个喷嘴，与液体流道的下游侧连通，利用随气泡生长而产生的压力来喷射液体；一个活动件，以悬臂的方式设置在流道中，其一端支承在悬臂上，其自由端位于喷嘴侧；限制部，用于限制活动件的位移，当活动件随着气泡的生长而移动时，该限制部基本上与活动件基本接触，基本上关闭流道的上游侧；以及控制装置，用于控制加热件的驱动。对于这种喷液头，当液体从同一个流道被喷射出去时，在活动件从紧接着上次的液体喷射的位移状态复原、其振动尚未完全稳定下来之前，于活动件向初始状态的方向位移的过程中，控制装置对加热元件进行驱动，以便进行下一次喷液

还有，一种喷液头，包括：一个喷嘴，用于喷射液体；一个与喷嘴连通并具有一个气泡生成区能使液体生成气泡的液体流道；一个被设置在流道内面对气泡生成区的活动件，该活动件具有一个相对于向喷嘴方向流动的液体来说位于下游侧的自由端；以及一个流体控制部分，该部分设置在位于流道内面对气泡生成装置的气泡生成区的上游侧端部附近或者比该气泡生成区的上游侧端部更为上游侧的位置处，同时，由于随着气泡在气泡生成区内的生长所引起的活动件的位移，活动件基本上与流体控制部分接触。

同时，为了达到上面所述的目的，本发明的喷液方法如下所述：

一种喷液方法，它采用一种配备有以下部分的喷液头：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成喷射液体的部分的喷嘴；一个与喷嘴连通并具有可使液体生成气泡的气泡生成区的液体流道；一个设置在气泡生成区内的活动件，该活动件随气泡的生成发生位移；以及一个限制部，将活动件的位移限制在所需的范围内并利用气泡生成时的能量，将液体从喷嘴喷射出去。对于这种喷射方法，连接从喷射侧端部到中心部分的加热件范围的区域与喷嘴中心处于直线连通的状态，在这种状态只可能存在液体，同时，活动件具有自由端，当活动件处于准备状态时该自由端位于面对气泡生成区的中心部分处，同时随着该自由端基本上与限制部相接触，在上游侧的流道中形成最大流道阻力，从而在上游侧的最大气泡部分基本上均匀的状态下喷射液体。

还有，一种喷液方法，采用配置有以下部分的喷液头：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成喷射液体的部分的喷嘴；一个与喷嘴连通并具有可使液体生成气泡的气泡生成区的液体流道；一个设置在气泡生成区内的活动件，该活动件随气泡的生成发生位移；以及一个限制部，将活动件的位移限制在所需的范围内并利用气泡生成时的能量，将液体从喷嘴喷射出去；并且，限制部设置在流道内气泡生成区的上方；该喷液方法包括以下步骤，即，在消除气泡时，通过生成由活动件与限制件之间的间隙沿面向加热件的平面而来的液流，在流道中移动气泡。

同时，一种喷射方法，利用具有下述部分的喷液头：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成喷射液体的部分的喷嘴；一个与喷嘴连通并具有可使液体生成气泡的气泡生成区的液体流道；一个设置在气泡生成区内的活动件，该活动件随气泡的生成发生位移；以及一个限制部，将活动件的位移限制在所需的范围内并利用气泡生成时的能量，将液体从喷嘴喷射出去；该方法包括以下步骤：在气泡生长到最大之前，当活动件与限制部基本接触时，在其内具有气泡生成区的流道中形成除喷嘴之外的基本上闭合的空间；当活动件打开基本上闭合的空间时使液体可流入气泡生成区；使得流入的液体与随着气泡在喷嘴与加热件之间的区域内消失向加热件侧移动的液体汇合在一起。

还有，一种喷液方法，采用具有以下部分的喷液头：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成喷射液体的部分的喷嘴；一个与喷嘴连通并具有可使液体生成气泡的气泡生成区的液体流道；一个设置在气泡生成区内的活动件，该活动件随气泡的生成发生位移；以及一个限制部，将活动件的位移限制在一个所需的范围内并利用气泡生成时的能量，将液体从喷嘴喷射出去；该喷液方法包括以下步骤，即，令随着气泡消失由喷嘴侧向加热件侧移动的液流与在喷嘴与加热件之间由加热件上游侧向喷嘴侧移动的液流汇合在一起。

还有，一种喷液方法，采用具有下述部分的喷液头：用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；构成喷射液体的部分的喷嘴；一个与喷嘴连通并具有可使液体生成气泡的气泡生成区的液体流道；一个设置在气泡生成区内的活动件，该活动件随气泡的生成发生位移；以及一个限制部，将活动件的位移限制在一个所需的范围内并利用气泡生成时的能量，将液体从喷嘴喷射出去；该方法包括以下步骤：为喷液头设置初始移动装置，用于使活动件与气泡的生长无关地移动，同时在气泡生长之前用初始移动装置移动活动件；以及在气泡生长到大气泡之前令活动件位于和限制部接触的位置，以便使得具有气泡生成区的流道成为一个除喷嘴之外基本上为封闭的空间。

还有，一种喷液方法，包括以下步骤：加热在流道中的液体主之在液体中生成气泡并使之在液体中生成气泡并使之在其中生长；令在流道内其一端支承于悬臂上的活动件，随着气泡的生长，以悬臂的方式从初始状态开始移动；当气泡达到最大体积时，利用活动件封闭流道的上游侧，并利用随着气泡的生长产生的压力将液体从喷嘴喷射出去；在喷射液体后，随着气泡的消失，令活动件从位移后的状态恢复到初始状态。对于这种喷液方法，当液体连续地从同一流道被喷射时，在活动件向位移状态的方向移动的过程中，在活动件从紧接着上一次喷液的位移后的状态恢复，其振动尚未完全稳定下来之前，开始驱动加热件为下一次喷液作准备。

还有，一种喷液方法，包括以下步骤：加热在流道中的液体主之在液体中生成气泡并使之在液体中生成气泡并使之在其中生长；令在流道内其一端支承于悬臂上的活动件，随着气泡的生长，以悬臂的方式从初始状态开始移动；当气泡达到最大体积时，利用活动件封闭流道的上游侧，并利用随着气泡的生长产生的压力将液体从喷嘴喷射出去；在喷射液体后，随着气泡的消失，令活动件从位移后的状态恢复到初始状态。对于这种喷液方法，当液体连续地从同一流道被喷射时，在活动件向初始状态的方向移动的过程中，在活动件从紧接着上一次喷液的位移后的状态恢复，其振动尚未完全稳定下来之前，开始驱动加热件为下一次喷液作准备。

还有，一种喷液方法，包括以下步骤：利用具有前一节所提到流体控制部分的喷液头；以及，当活动件离开流体控制部分时，在气泡消失的过程中将液流在流体控制部分的上游侧分散开来。

同时，为了达到上面所说的目的，本发明的喷液装置包括一个在前面具体描述本发明的喷液头的章节中所提及的任何一种喷液头；一个用以输送记录介质的装置，用于输送从喷液头接受喷液的记录介质。

利用本发明的喷液头的活动件的阀机构，可以压制逆波，这就是说，液体随着指向上游侧的压力波向上游方向移动，与此同时，利用被快速拉向喷嘴的弯液面，就可以防止星星点点的液滴，从而稳定了用于提高印件质量的液体的喷射量。

特别是，利用为本发明所设计的结构，其中构成液柱的曳尾部分通过与喷射液滴的接触很快地被从弯液面上切断，可以达到液滴形成的稳定性，从而使高质量的记录成为可能。

通过下面对本发明的优选实施例的描述，对于熟悉本领域的人们来说，除上面所描述的之外，本发明的其它一些目的和优点将会变得十分明显。在下面的描述中，将参照构成这里的一部分的附图，这些附图说明了本发明的一个例子。但是这个例子并不能涵盖本发明的各种实施例，因此必须指出，只有在描述之后所附的权利要求书才确定了本发明的范围。

这里，在对本发明的描述中所使用的术语“上游”和术语“下游”相对于液体取道每一个气泡生成区域(或每一个活动件)从液体供应源向喷嘴的流动方向而言的，或者是代表相对于结构方向的表达方式。

同样，相对于气泡本身而言，术语“下游侧”意味着它在上述流动方向的下游侧或者在上面所述的结构方向的下游侧，或者它意味着，该气泡生成于每个加热件的区域中心的下游侧区域内。类似地，相对于气泡本身而言的术语“上游侧”意味着在上面所描述的液流方向的上游侧或在上面所描述的结构方向的上游侧，或者它表示该气泡生成于每个加热件区域中心的上游侧区域内。

同时，本发明中所用的在每一个活动件与限制部之间的“基本上接触”这一词语指的是达到这样一种状态，在这种状态下，它们每个之间所存在的液体大约有几个μm，或者是指在这种状态下活动件与限制部直接接触。

图1A，1B，1C，1D，1E和1F是一些剖面图，它们表示根据本发明的一个实施例的喷液头沿流道方向所截取的剖面图，并且通过将过程分成图1A，1B，1C，1D，1E和1F来表明在流道中所发生的特有的现象。

图2是一个透视图，用以说明图1B中所表示的喷液头的一部分。

图3A，3B，3C，3D，3E和3F是一些剖面图，用于说明根据本发明的实施例的喷液头，这些剖面图是沿着流道的方向截取的，并通过将过程分成图3A，3B，3C，3D，3E和3F来说明在流道中所发生的特有现象。

图4A，4B，4C，4D，4E，4F和4G是一些剖面图，用于说明根据本发明的第二个实施例的喷液头，这些剖面图是沿流道方向截取的，并通过将过程分成图4A，4B，4C，4D，4E，4F和4G来说明在流道中所发生的特有现象。

图5A和5B是剖面图，用以说明由图4A，4B，4C，4D，4E，4F和4G所表示的喷液头的活动件的初始位移装置的变型例子。

图6A和6B是一个表示在活动件的位移、气泡的体积变化及位于喷嘴处的液体(包括液体和气体)之间的关系的视图。

图7A，7B，7C，7D，7E和7F是剖面图，用于表示根据本发明的第三个实施例的喷液头，这些剖面图是沿流道的方向截取的，通过将过程分成图7A，7B，7C，7D，7E和7F来表示第一个喷液操作。

图8A，8B，8C，8D和8E是剖面图，通过将其分成图8A，8B，8C，8D和8E来表示接着图7A，7B，7C，7D和7E中所示的第一喷液操作而进行的第二个喷液操作。

图9是一个曲线图用以表示根据第三个实施例的活动件的位移与气泡的位移之间的关系。

图10A，10B，10C，10D，10E和10F是剖面图，表示根据本发明的第四个实施例的喷液头，这些剖面图是沿流道的方向截取的，通过将过程分成图10A，10B，10C，10D，10E和10F来表示第一个喷液操作。

图11A，11B，11C，11D和11E是剖面图，通过将其分成图11A，11B，11C，11D和11E表示接着图10A，10B，10C，10D，10E和10F的操作所进行的第二个喷液操作。

图12是一个曲线图，表示根据本发明的第四个实施例，活动件的位移与气泡位移之间的关系。

图13A，13B，13C，13D和13E是剖面图，用以表示根据本发明的第五个实施例的喷液头，这些剖面图是沿流道方向截取的，通过将过程分成图13A，13B，13C，13D和13E的过程，用以说明在流道中发生的特有现象。

图14A，14B，14C，14D，14E和14F是剖面图，用以说明根据本发明的第六个实施例的喷液头，这些剖面图是沿流道方向截取的，通过将过程分成图14A，14B，14C，14D，14E和14F用以说明在流道内发生的特有现象。

图15A，15B，和15C是表示图2中活动件另一种结构的视图。

图16是一个曲线图，表示加热件区域与喷墨量之间的关系。

图17A和17B是俯视剖面图，表示根据本发明的喷液头。图17A表示具有保护膜的喷液头。图17B表示没有保护膜的喷液头。

图18表示用于本发明的加热器的驱动波形。

图19是一个分解透视图，表示根据本发明的喷液头的整个结构。

图20A和20B是表示可用于本发明的喷液方法的侧喷型喷液头的视图。

图21是一个表示喷液装置的示意图，其上装有如图1A，1B，1C，1D，1E和1F及图8A，8B，8C，8D和8E中所示结构的喷液头。

图22是一个框图，表示根据本发明的喷液方法和喷液头进行喷墨记录操作的作为一个整体的装置。

图23是一个表示流道的剖面图，用以说明本发明的“直线连通状态”。

下面将参照附图对本发明的实施例进行描述。

图1A至1F是剖面图，它们示出了根据本发明的一个实施例的喷液头，这些剖面图是沿流道方向截取的，通过将过程分成图1A至1F来说明在流道中发生的特有现象。

对本实施例的喷液头来说，加热件2设置在一个平滑的基板1上，以便能使热能作用在作为喷液能量产生元件的液体上。然后，对应于加热件2地将流道10分别设置在基板1上。流道10与喷嘴18连通，同时与公用液室13连通以便向多个流道10供应液体，从而流道从公用液室13接收与从喷嘴18喷出的液量相应的液量。参考标记M表示由喷液形成的弯液面。通过每个喷嘴18及与喷嘴相连通的流道10的内壁所产生的毛细管力，弯液面M在喷嘴18附近与公用液室13的内部压力平衡，所述内部压力通常是负压。

流道10是通过将设有加热件2的基板1与顶板50粘在一起而构成的，在靠近加热件2与喷射液体相互接触的平面区内，气泡生成区11位于加热件2可很快被加热以便使喷射液体形成气泡的位置处。对于具有气泡生成区11的每个流道11来说，其至少一部分面对加热件2地分别设置了活动件31。活动件31在朝向喷嘴18的下游侧具有自由端32，同时它被支承在设置于上游侧的支承件34上。更具体地说，根据本实施例，自由端32被设置在气泡生成区11的中心部位以便抑制在上游侧那半气泡的生长，这半气泡的生长会对指向上游侧的逆波及液体惯量产生影响。然后，随着在气泡生成区11中所生成的气泡的生长，活动件31可相对于支承件34移动。这一移动的支点33是活动件31被支承件34支承的部位。

在气泡生成区中心部的上方设有挡板(限制部)64，它用于将活动件的位移限制在一定范围内以抑制在上游侧那半气泡的生长。在从公用液室13到喷嘴18的流道中，设置了一个具有低流道阻力区65，它具有比流道10相对较低的流动阻力，该区65位于上游侧并以挡板64为界。区域65中的流道结构不提供上壁或使流道截面积更大，因此使得流道对液体的阻力在液体流动时更小。

以如上设置的结构，提出喷墨头结构，其特征在于不象现有技术，每个具有气泡生成区11的液体流道10通过移动的活动件31与挡板64的接触，除了每个喷嘴18，都变为基本封闭的空间。

现在根据本实施例详细描述喷液头的喷液操作。

图1A表示能量，如电能施加到加热件2上之前的状态，它表示加热件加热之前的状态。这里重要的是对每个由加热件2加热产生的气泡，活动件31被定位成面对气泡上游侧的一半，并且限制活动件31的移动的挡板64被设置在气泡生成区11的中心部分之上。换句话说，以流道的结构和每个活动件的设置位置，气泡上游侧的一半被保持在活动件31。

图1B表示充入气泡生成区11中的液体的一部分被加热件2加热从而在薄膜沸腾后使气泡几乎生长到最大值的状态。在这时，由于气泡40生成而产生的压力波在流道10内传播，随着这一传播，液体流向下游侧和上游侧并以气泡生成区的中心区为其边界。从而，在上游侧，随着气泡40的生长，活动件被液流推动。在下游侧，喷射液滴66从喷嘴中被喷出。在这里，液体在上游侧、就是向公用液室13的移动因低流道阻力区65的存在而成为较大的液流，这是由于在该区65流道的流阻低于液体向下游侧运动的流阻，从而液体在该区更容易流动。但是，当活动件31移动到靠近挡板64或者与该挡板接触时，活动件的任何进一步移动将受到限制。从而液体向上游侧的流动受到极大的限制，所以气泡40向上游侧的生长也因此受到活动件31的限制。这样，是在上游侧而不是在流道上的气泡生成区内形成了最大流道阻力，这就使得气泡在上游侧的生长几乎是均匀的。可以利用这样布置结构使喷射液滴的形成更加稳定，同时本身也改善了依赖于响应频率的喷液性能。

并且在这时，液体向上游方向的流动力较大，这使得活动件31受到一个被拉向上游侧的较大的应力。进而，其生长受到活动件31限制的气泡40的一部分在活动件31的侧面与由每条流道10形成的两侧侧壁之间的小间隙中穿过，从而被挤向活动件31的上侧。在本说明书中，这样受挤压的气泡被称之为“挤压气泡41”。

在这种情况下，通向喷嘴的流道的整个结构从上游侧到下游侧地被制造得较宽，这是因为其结构中包含了活动件31。

根据本发明，在喷嘴侧气泡部分与喷嘴之间保持了直流道结构，即，该结构处于如图11A至11E所示的“直线连通状态”。更为优选的是，这一状态能够在所形成的压力波后使由发泡时产生的压力波的传播方向与液体流动方向以及喷液方向保持直线重合。最理想的是使喷射液滴66的喷射条件如其喷射方向及喷射速率很稳定地获得一种理想的状态。对于本发明来说，只要将结构设置成直接令喷嘴18与加热件2(特别是对于在喷嘴侧加热件(在下游侧)，它对生成气泡有更大的影响)连成直线，则获得这一理想状态或使该结构接近理想状态的解释就足以。如果在流道中没有液体，则可以从喷嘴外部观察到如此获得的状态。特别是在这种状态下可以观察到加热件的下游侧。同时在这些结构中，从稳定喷射方向的角度出发，更为优选的是将该结构设置成喷嘴的喷射轴线的延长线与加热件中心相交。

另一方面，如前面所述，活动件31的位移因挡板64的存在而受到限制，从而也限制了在上游侧的气泡40部分。因此，使这一气泡部分较小而使其恰好处于这样一种状态，即气泡始终承受活动件31所施压力，其中活动件31被流向上游侧的液流惯性挤压向上游侧地弯曲。就这一部分整体而言，进入由挡板、流道隔壁101、活动件31及支点33构成的区域的液体量几乎为零(但是，在活动件31与流道隔壁101之间所产生的每个间隙使得气泡能够生成，该气泡部分地通过一个10μm或更小些的空间被挤压出去)。

这样，流向上游侧的液流受到很大限制以避免干扰相邻喷嘴之间的液体并防止液体回流向供液系统和压力振荡，其中回流将会妨碍后面将要描述的高速补液。

图1C表示当气泡内部负压在前面所描述的薄膜沸腾之后阻止了液体在流道内向下游流动时气泡40开始收缩的状态。这时，由于气泡生成所施加的液体的作用力在上游侧仍保持很大，因此，在气泡已经开始收缩之后一个特定期间内，活动件31仍与挡板64接触，已收缩的气泡40的绝大部分由喷嘴18向上游方向施加一个液体推动力。在图1B所示的状态下，由于活动件31处于承受挤压应力的状态下且向上游侧弯曲，活动件本身施加一个力，从而通过从应力已被释放的一侧即图1C所示的上游侧吸引液流地使其向上游方向凹入。从而在某一点上，将活动件从上游侧拉回的方向上的力超过前面所述的使液体移向上游侧的移动力，从而尽管流量很小，但液体已可以开始从上游侧向喷嘴侧流动。然后，活动件31的弯曲缩小以实现在上游方向上变形成凹面。换句话说，气泡40在上游侧和下游侧出现了不平衡，这造成液体在流道内整个暂时地流向喷嘴。

紧接在刚刚发生这一情况之后，发生移动的活动件31仍然基本上在流道内与挡板64接触。因此，其内具有气泡生成区11的流道10是一个除喷嘴18之外基本上完全封闭的空间。然后，气泡收缩所产生的能量可以视为一个对整个平衡有强烈影响的作用力，它可以使喷嘴18附近的液体向上游方向移动，从而弯液面M从喷嘴18中被大幅度地拉回到流道10内并迅速地切断了与喷射液滴66相连的液柱。然后如图1D所示，所产生的星星点点的液滴(副滴)67变得更小，它遗留在喷嘴18的外侧。

图1D表示当气泡消失过程几乎完全结束时的弯液面M和喷出液滴66的状态。在低流道阻力区65内，活动件31开始向下移动。随着活动件31的这种移动，由于反抗液体在上游方向上的移动力的活动件31的弹性恢复力以及由于气泡40消失所产生的收缩力的作用，液体在低流道阻力区域65内开始流向下游。然后，封闭的路径或者说活动件31与挡板64之间的接触开始解脱。随着这一过程的发生，在低流道阻力区65内流向下游的液体很快变成较大的液流，并且它经过挡板64的部分流入流道10。结果，引起弯液面M被拉向流道10内的液流陡然减少。弯液面M开始以一个较慢的速率返回到最初产生气泡时的位置，同时尽可能不将其切断地将停留在喷嘴18外的或是被挤压向喷嘴方向的液柱拉回。特别是，通过交汇的弯液面M的回流及来自上游的补充液体，在喷嘴18与加热件2之间形成了一个流速几乎为零的区域，从而使弯液面的稳定性变得更好。这一性能与墨水的粘度及表面张力有关，但根据本发明，可以极大地减少从液柱中漏出来的星星点点的液滴，当这些星星点点的液滴粘附在打印物体上时会降低图象的质量，或者它们在粘附于喷嘴周围时会在喷射方向起到十分有害的作用而造成不能喷液。

同时，在弯液面M被大幅度拉入流道内时，它本身也会开始复原。因此，尽管流体流速本身不是很高，但这种复原可在一个短的期间内完成。结果，降低了弯液面的溢出，也就是降低了弯液面被挤压出喷嘴18之外而不停留在喷嘴18中的量。于是，在一个极短的期间内就可以消除其稳定点位于喷嘴18处的衰减振荡现象，而弯液面溢出就是由此造成的。这种衰减振荡现象也对打印质量有害。由于快速消除了这种现象，本发明被设计成十分有利于完成稳定的高质量的打印。此外，在喷液头的流道10内，在发泡之后，在有些情况下会在液体内残留下分离气泡或者需要消除的象气泡68(见图3A至3F)这样的气泡。如果这个气泡68长大到在流道中占据了一个大的体积，就会降低喷液量或者使得不能喷液。在某些情况下，恐怕在没有液体存在的情况下对加热件连续地提供能量将最终导致接到加热件上的导线断掉。但是对于本实施例的喷液头来说，所设置的挡板64在弯液面M恢复时抑制了液体在流道10内的流向顶侧。同时，随着活动件31在流道10中向顶侧移动，液体开始从挡板64径向地移喷嘴18。因此，液体开始沿着流道10的顶部(面对进入元件2的平面)流动。

这样一来，给本实施例的喷液头设置了气泡移动机构，所述机构被设置成在气泡40消失的过程中通过生成沿着面对流道10中的加热件2的平面的液流而在流道10中使气泡离开在挡板64与活动件31之间的间隙。

如图1D所示，通过活动件31与挡板64之间的间隙流入流道10中的液流使得在顶板50侧的壁面上的流速更快。结果，使得残留在这部分内的微小气泡变得极小，这对完成稳定的喷射十分有利。

另一方面，在跟在喷射液滴67之后的星星点点的液滴67中，由于如图1C所示的弯液面被迅速地拉回，有些星星点点的液滴会非常靠近喷射液滴。在这里会产生所谓的滑流现象，这一现象将会使紧跟在喷射液滴之后的星星点点的液滴因出现在飞行喷射液滴66后面的涡流而被吸引到喷射液滴中。

现在将更准确地描述这一现象。在传统的喷液头中，当液体从喷液头喷嘴喷出的时刻，液滴不是球形的。液滴几乎是以一种在其前端具有球状部分的液柱形式被喷射出去的。因此，其曳尾部同时被主液滴和弯液面拉扯，而当它从弯液面上被切断时，由其曳尾部形成了星星点点。众所周知，星星点点的液滴与主液滴一起飞向记录介质。星星点点的液滴在主液滴之后飞行，同时，星星点点的液滴还受到弯液面的牵引。因此，星星点点的液滴的喷射速率降低到其着纸部分偏离主液滴的着纸部分的程度。这将不可避免地降低印件质量。根据本发明的喷液头，如前面所述，将弯液面拉回的力远远大于传统喷液头的这一作用力。因此，在主液滴被喷出去后，给予曳尾部的拉力很强，从而用于将曳尾部从弯液面上切断下来的力也变得很强，结果使切断曳尾的时间缩短。结果，由曳尾部分形成的星星点点变得小得多，同时也使主液滴与星星点点之间的距离变短。进而，由于弯液面不连续地长期牵引曳尾部分，从而其喷射速率也不会降低。因而星星点点的液滴67被出现在喷射液滴66后面的涡流现象拉回主液滴中。

图1E表示图1D中所示的状态进一步向前推进时的条件。在这里，星星点点的液滴67仍然靠近喷射液滴66且同时被吸向喷射液滴。因此，涡流现象所施加的吸引力变得更大。另一方面，由于气泡40的消失过程已经结束以及活动件31的位移过大，从上游侧向喷嘴18飞行移动的液体向下移动到初始位置下方。结果出现了从上游侧吸引液体并将液体推向喷嘴18的现象。进而，由于有挡板64而造成了流道横截面的扩大，向喷嘴18方向的液流增大，从而提高了弯液面M向喷嘴18的复位速率。通过这种方式，本实施例的补液特性获得极大改善。

同时，由于活动件31在随着气泡消失产生了气穴现象时向下移动，消失点与喷嘴18相互脱离。结果，活动件31吸收由气穴造成的绝大部分冲击波，而不会直接向喷嘴18传播。当气穴冲击波到达弯液面时，几乎不可能由弯液面产生所谓“微点”的超细液滴。因此，打印图象质量不会因微点的附着而降低，或者由于微点粘附在喷嘴周围而造成的不稳定喷射现象也被极大的消除。

进而，由于活动件31的存在，因气泡消失而产生的气穴被移向支点33侧。从而，不太可能损坏加热件2。此外，过粘的墨水被迫从活动件31和加热件2之间的闭合区域移出以便清除，从而提高了喷液(头)的耐久性。同时，由于在该区域内的这一现象，可能抑制了过热墨水黏附在加热件上，从而提高了喷液稳定性。

图1F表示图1E所示的状态进一步发展所达到的状态，星星点点的液滴67被捕捉到喷射液滴66中。喷射液滴66和星星点点的液滴67的组合液体不必是在对其它实施例来说在任何的每次喷液条件下都应该发生的现象。根据不同的条件，有可能发生这种现象，也有可能根本不发生这种现象。但是，通过消除星星点点的液滴或至少减少星星点点的液滴的量，在主液滴和星星点点在记录介质上的附着位置之间几乎没有偏差，从而最大限度地降低了所有可能对印件质量造成的有害作用。换句话说，提高了打印图象的清晰度而改善了打印质量，同时避免了使它们溅墨并消除了因溅墨而产生的会沾污打印介质或记录装置内部的危险。

同时，活动件31会由于其移动过量的反作用而再次移向挡板64。最后，因其由活动件31的结构、杨氏模量、流道内的液体粘度以及重力等因素决定的衰减振动稳定下来，所以活动件会停在初始位置。

随着活动件31向上位移，液体流动被控制在由公用液室13侧向喷嘴18的方向上。结果，弯液面M的运动很快地稳定在喷嘴周围，从而可以显著消除由弯液面溢出现象或类似现象引起的可能使喷液条件不稳定而造成的降低印件质量的因素。

下面将进一步描述影响本实施例特性的更多的有效特点。

图2是一个透视图，它表示图1B所示的喷射头的局部，同时它基本上表示与图1B所示的同一状态，只是喷嘴由虚线以投影的方式表示。根据本实施例，在构成流道10的壁的两个侧表面及活动件31的两个侧部之间有微小的间隙，从而可使活动件31顺利地移动。进而，在借助加热件2使气泡生长的过程中，气泡40能够使活动件31移动，同时，气泡可以通过前面所述的间隙通过被挤压到活动件31的上表面侧稍稍进入具有较低流道阻力的区域65内。挤压气泡41围绕活动件31的背面(面对气泡生成区11的表面)进入这一区域，以便抑制活动件31的混乱以稳定喷射特性。

进而，在气泡40消失的过程中，挤压气泡41促使液流从低流道阻力区50向气泡生成区11流动，如前面所述地同弯液面一起从喷嘴18中被高速拉回的同时，很快地结束了气泡消失阶段。特别是通过借助挤压气泡41产生液流，几乎不可能容许气泡停留在活动件31的角落上或停留在流道10中。

利用以上述方式构成的喷液头，在因气泡生成而在从喷嘴中喷射液滴时，喷射液滴几乎成液柱形状，其前端成球状。这一状态与传统结构的喷液头的情况相同。但根据本发明，活动件因气泡生长过程而被移动，从而当这样移动的活动件与限制件接触时，对于具有气泡生成区的流道形成一个除喷嘴之外基本闭合的空间。因此，如果在这种状态下从气泡中除去泡沫，则该闭合空间一直保持不动，直到由于气泡消失而使活动件离开限制件为止。因此，气泡消失时的绝大部分能量均可作用于喷嘴附近的液体以使之向上游方向移动。从而，紧接在气泡消失开始之后，弯液面很快被拉向流道内部，然后，利用比弯液面强的力可以很快切断曳尾部，其中曳尾部通过与喷嘴外的喷射液滴相连而形成了液柱。这样，每一个都是由曳尾部分形成的星星点点变得更小，从而有利于提高印件质量。

进而，由于该曳尾部不是被弯液面连续地长期牵引，喷射速率不会受到影响而降低。同时，喷射液滴与每个星星点点之间的距离变短，因此，星星点点的液滴被出现在飞行液滴之后的所谓滑流现象拉近，从而使之更靠近喷射液滴。结果，可以形成喷射液滴与星星点点的结合体，这使得提供几乎不生成星星点点的喷液头成为可能。

进而，本发明的特征在于，所设置的活动件仅抑制气泡向上游方向的生长，该上游方向是指相对于向所述喷液头的喷嘴流动的液流而言的上游。更为优选的是将活动件的自由端置于基本上处于气泡生成区的中心部分的位置处。利用这样设置的结构，就可以抑制由于气泡的生长所造成的指向上游侧的逆波及液体的惯性，它与液体喷射并没有直接关系。同时，可很容易地将气泡在下游侧生长的部分指向朝向喷嘴的方向。

进而，本发明的特征在于，对于上述喷液头，利用前述的限制件作为边界使得与喷嘴反向侧的流道的流道阻力较低。利用这样设置的结构，由于流道阻力较低的流道的存在，使得因气泡的生长而向上游侧移动的液体，成为较大的液流。从而，当已经位移的活动件与限制件接触时，活动件接收到一个应力，该应力倾向与活动件拉向上游方向。因此，如果在这种状态下气泡开始消失时，因气泡生长所造成的向上游方向移动液体的力仍然在很大程度上保留着，从而在一个特定的期间保留上述的不会区直到活动件的弹性恢复力超过由液体的移动所产生的力。换句话说，利用这样设置的结构，可以更稳定地完成高速地将弯液面拉回。同时，当气泡消失过程进一步进行到使得活动件的弹性恢复力克服因气泡的生长使液体向上游方向移动液体的力，活动件向下移动以便恢复到其初始状态，因此，与此相应地甚至在较低流道阻力区也会产生向下游侧的液流。现在于低流道阻力区域中向下游方向的液流具有较低的流道阻力，该液流很快变为一个较大的液流，并经过限制部流入流道。结果，由于液流朝向喷嘴的向下游流动，所以对弯液面的拉回陡然停止，这使弯液面的振动很快稳定下来。

(第二实施例)

下面将参照附图描述根据本发明的本实施例。

图4A至4G是用于说明根据本发明的第二实施例的喷液头的剖面图，这些剖面图是沿流道方向截取的并通过将过程分成图4A至图4G来说明在流道中发生的特有现象。

对本实施例的喷液头来说，加热件2设置在平滑的基板1上，以便作为喷射能量生成元件使热能作用在液体上喷射液体。然后，在基板1上分别设置对应于加热件2的流道10。流道10与喷嘴18连通，同时，与公用液室13连通向多个流道10供应液体，从而这些流道从公用液室13接收与已经从喷嘴18喷射出去的液体量相应量的液体。参考标号M表示由被喷射的液体形成的弯液面。弯液面M在喷嘴18附近相对于公用液室13的内压平衡，由于每一喷嘴18及与之连通的流道10的内壁产生的毛细管力，这一内压通常为负压。

通过将设有加热件2的基板1与顶板50在靠近加热件与喷射液体相接触的平面的区域内相互结合而构成，气泡生成区11位于加热件2可被快速加热使得喷射液体形成气泡。对于每个具有气泡生成区11的流道10分别设置活动件31使得它的至少一部分被设置成面对加热件2。活动件31具有位于下游侧朝向喷嘴18的自由端32，同时该活动件由一支点33支承在上游侧，在基板1上设置压电元件35。压电元件35通过支点33在自由端32的对向侧支承活动件31的端部。更具体地说，根据本实施例，自由端32设置在气泡生成区11的中心部位以便抑制在上游侧的那半气泡的生成，这半气泡对朝向上游的逆波及液体惯性有影响。从而，随着在气泡生成区11内生成的气泡生长或者压电元件35的收缩变形，活动件31可相对支点33位移。

在气泡生成区11中心部分的上方，设置挡板(限制部)64以便将活动件31的位移限制在某一范围内，以便抑制在上游侧的那半气泡的生长。在从公用液室13到喷嘴18的液流中，设置一个低流道阻力区65，它具有比流道10更低的流道阻力，该区域位于上游侧并以挡板64为界。在区域65中的液流结构未设置上壁或者使流道横截面积更大，从而使得液体在液体运动时所受来自流道的阻力较小。

利用如上面所设置的结构，形成喷液头的结构，其特征在于，与传统技术不同的，具有气泡生成区11的每条流道10通过在位移后的活动件31与挡板64之间的接触而形成了一个除每个喷嘴18外而基本上封闭的空间。

下面将详细描述根据本实施例的喷液头的喷液操作。

图4A表示能量如电能被加到加热件2上之前的状态，它表示加热件产生热量之前的状态。在这里重要的是，对由加热加热件2而生成的每个气泡来说，活动件31都位于上游侧那半气泡的对面，同时限制活动件31移动的挡板64设置在气泡生成区11的中心部上方。换句话说，利用流道结构和每个活动件的设置位置，上游侧那半气泡保持在活动件31的下方。

图4B表示这样一种状态，在该状态下驱动压电元件35即初始移动装置以使活动件31上移。随着压电元件35缩向基板侧，根据中心位于支点33处的杠杆原理，活动件31上移。压电元件35的驱动及活动件31的移动是轻微的，从而使得气泡生成区11周围的液体稍稍向上游侧和下游侧移动，但并不导致从喷嘴18喷出喷射液滴。

图4C所表示的状态是，随着薄膜沸腾，当充入气泡生成区11内的液体的一部分在活动件31向上移动到图4B中所示的状态下被加热件2加热时，气泡40已经几乎生长到最大。这时由于气泡40的生成所产生的压力波在流道10内传播，并随着这一传播在流道10内的液体以气泡生成区的中心部分为边界向下游侧和上游侧移动。然后，在上游侧，活动件31被随着气泡40的生长而产生的液流被移动，同时在下游侧，喷射液滴66被从喷嘴18喷射出去。在这里，流向上游侧即流向公用液室13的液体借助低流道阻力区65变成大股液流，低流道阻力区65是液体很容易流过的区域，因为液体在该区内流过时流道所加阻力低于向下游侧流动时液体所受阻力。但是，当活动件31位移到它到达挡板64或它与挡板接触时，任何进一步的位移均受到限制，因此在该点处，大大限制了液体向上游侧的流动。尽管如此，由于液体向上游侧方向的推动力很大，所以活动件31受到一个应力，该应力使活动件被拉向上游。进而，其生长受到活动件31限制的气泡40的一部分穿过在活动件31的侧面及每个流道10的两侧壁之间形成的小间隙而被挤压到活动件31的上侧。在本说明书中，如此受挤压的气泡被称为“挤压气泡41”。

在这种状态下，通向喷嘴侧的流道的整个结构从上游侧到下游侧地被制得较宽，因为它包含有活动件31的结构。

根据本发明，在喷嘴侧的气泡40的一部分与喷嘴之间保持直的流道结构，即如图23所示的处于“直线连通状态”的结构。更为优选的是，使得这一状态能够在这样生成压力波后令气泡生成时所产生的压力波的传播方向与液体流动方向以及喷射方向直线重合。最理想的是，使喷射液滴66的喷射条件如其喷射方向及喷射速率很稳定地获得这样的理想状态。对于本发明来说，只要将结构设置成直接令喷嘴18与加热件2(特别是，对于生成气泡影响更大的喷嘴侧(下游侧))直线接触，则获得这种理想状态或者使该结构接近理想状态的解释就足够了。当流道中没有液体时，可以从喷嘴的外部观察到这样所获得的状态。特别是在这种状态下可观察到加热件的下游侧。

另一方面，如早些时候所描述的，活动件31的运动因有挡板64而受到限制，该挡板用于限制上游侧的奇缺部分。因此，使这部分气泡较小而恰好使其处于这样一种状态，即它在这种状态下承受活动件所施压力，而活动件31则由于流向上游侧的液流惯性而被挤压向上游侧地弯曲。就这一部分整体而言，进入由挡板64、流道隔壁101、活动件31及支点33组成的上游的量几乎为零(但是，在活动件31和流道隔壁101之间的每一个间隙被制成可以生成气泡，该气泡被挤压而部分地穿过一个10μm或更小的空间)。

这样，流向上游侧的液体受到极大限制，从而防止了液体干扰相邻喷嘴1及向供应系统的回流以及液流振荡，这一回流会妨碍下面将要描述的快速补液。

图4D表示当在前面所述的薄膜沸腾之后气泡内部负压阻止液体在流道内向下游的移动时的气泡40开始收缩的状态。这时，因气泡生长作用在液体上的力在上游侧仍保持很大。因此，在气泡40已经开始收缩之后一个特定的期间内，活动件31仍然与挡板64保持接触，气泡收缩的绝大部分向液体产生了一个从喷嘴18指向上游侧的推力。在图4C所示的状态中，由于活动件31处于承受向上游侧弯曲的压力的条件下，活动件本身通过从应力释放一侧即如图4D所示的上游侧吸引液流地产生一个使之向上游侧凹入的力。结果在某一点处，将活动件从上游侧向回拉的方向上的力超过如前面所述的向上游侧移动液体的力时，从而尽管液流很小，但已使液体可以开始从上游侧向喷嘴侧流动。然后，减小活动件31的弯曲，以便从处于向上游侧凹入的状态开始位移。换句话说，气泡40在其上游侧与下游侧出现不平衡，这将造成液体基本上暂时地单向流向喷嘴。

在紧随其后的时刻，已发生位移的活动件31仍然在流道内基本上与挡板40接触。因此，其内具有气泡生成区11的流道10处于一个除喷嘴之外基本上闭合的空间内。然后，由气泡收缩产生的能量可被视为一个对总平衡有很强作用的力，它使得喷嘴18附近的液体向上游移动。结果，弯液面M被大幅度地从喷嘴18中拉回到流道内并快速切断与喷射滴66连接的液柱。从而如图4E所示，所造成的液滴或星星点点的液滴(副液滴)67变得很小，它留在喷嘴18的外侧。

特别是在这种情况下，与通常的从稳定态产生气泡不同地，气泡是随着活动件31与连续喷射状态时相同的方式在向上移动时产生的。从而在图4C所示的过程中，气泡生成到最大与活动件31最大位移之间的暂时偏离较小。因而，跟随其后的气泡收缩与活动件向下的位移之间的暂时偏离也变得很小。换句话说，在这里改善了活动件追随气泡条件的能力。根据本发明，由于弯液面被一个很大的力快速拉回，所以形成了与喷射液滴66连接的液柱的曳尾部并使得该曳尾部变得更细更长。然而，由于如上所述地改善了活动件相对气泡状态的追随能力，拉回弯液面所需的时间变得比从稳态生成气泡所需的时间短。从而，曳尾的最后形状成为只有在喷射液滴后面的部分变细。因此，留在喷嘴18外部的星星点点的液滴明显减少了。

现在，结合图6A和6B描述活动件随着气泡的生长和收缩的所发生的位移情况。图6A和6B是说明活动件的位移、气泡的体积变化及在喷嘴处的液流(包括液体和气体)之间的关系的视图，图6A表示当活动件位于正常状态下时的发泡，图6B表示活动件向上移动时产生气泡的情况。

在图6A中，通过加热件的快速加热开始生成气泡。然后气泡长大并且它将向上推动活动件。从而，活动件在气泡生长后开始位移。同时，由于惯性，活动件在气泡消失过程中仍处于在上部的位移状态。从而，它在气泡消失之后开始向下移动。另一方面，在图6B中，通过利用初始位移装置，在活动件处于向上移动的状态下开始生成气泡。因此，和图6A所示情况不同地，当气泡生长时，它不必上推活动件。从而，在最大气泡的生成与活动件的最大位移之间的暂时偏离变得更小。进而，由于暂时的偏离较小，在气泡消失过程中活动件的位移及气泡消失之间的暂时偏离变得更小。

接下来，图4E表示当气泡消失过程几乎结束时，弯液面M与喷射液滴66被切断的状态。在流道阻力较低的区域65内，活动件31开始向下位移。同时，由于活动件31反抗液体向上游方向的移动力的弹性恢复力以及气泡40消失时所作用的收缩力的作用，随着活动件的这种位移，液流开始在低流道阻力区65内向下游流动。然后，闭合路径或者在活动件31与挡板64之间的接触开始解脱。随着这一过程的发生，在低流道阻力区65内流向下游的液流很快地变成大股液流并通过挡板64的部分流入流道10。从而，造成将弯液面M拉向流道10内的液流陡然减少。弯液面M开始以较慢地返回气泡开始生成时的位置，与此同时，尽可能不将其切断地牵引留在喷嘴18之外或被挤压向喷射方向的液柱。这里，特别是利用相互汇合在一起的使弯液面M返回的液流及从上游侧来的补液液流，在喷嘴18与加热件2之间形成了流速几乎为零的区域，从而使弯液面的稳定特性更好。这一性能与墨水的粘度和表面张力有关，但根据本发明，可以极大地减少由液柱上分离出来的星星点点的液滴，当这些星星点点的液滴粘附在打印物体上时，这会损害图象质量或者在喷身方向上产生有害作用，当它们粘附在喷嘴周围时，这会使喷射成为不可能。

同时，弯液面M本身在它被大幅度拉回流道内之前开始复原。因此，该复原可在很短的期间内完成，尽管液体本身的移动速率不是很高。从而减少了弯液面的溢出，也就是减少了弯液面被挤压出喷嘴18而不停留在喷嘴18处的量。从而，可在一个极短的时间期间内消除衰减振动现象，该衰减振动在溢出从该处发生的喷嘴18处具有稳定点。这种衰减振动现象也对打印质量产生有害的影响。通过较快地消除这种现象，本发明被设计成十分有利完成稳定的高质量打印。

如图4E所示，通过活动件31和挡板64之间的间隙流入流道中的液流使得在顶板50侧的壁面上的液流速率更快。从而，使得残留在这部分的微小气泡极小，这大大地有助于完成稳定地喷射。

另一方面，紧随在喷射液滴66之后的这些星星点点的液滴67中，由于如图4D所示的弯液面的快速回拉，所以存在一些极为靠近喷射液滴的小液滴。这里，会产生所谓的滑流现象，这种现象会使得跟在喷射液滴后面的星星点点的液滴由于出现在飞行喷射液滴66后面的涡流而被吸引到喷射液滴中。

现在将更详尽地描述这一现象。在传统的喷液头中，当液体从喷液头的喷嘴中被喷出去时，液滴不是球形。液滴几乎是以一个液柱的形式被喷射出去的，该液柱的前部具有一个球状部分。从而曳尾部同时受到主液滴和弯液面拉扯，当它被从弯液面上被切断时，由曳尾部形成星星点点。在这里，星星点点的液滴与主液滴一起众所周知地飞向记录介质。星星点点的液滴在主液滴后面飞行，同时星星点点的液滴还被弯液面牵引。因此，星星点点的液滴的喷射速率被减缓到使得其着纸点偏离主液滴的着纸点的程度。这必然会降低印件的质量。根据本发明的喷液头，如前面所述，将弯液面拉回的力远远大于传统喷液头中的该力。从而在主液滴被喷射出去之后，给予曳尾部的牵引力要强。用以从弯液面上切断曳尾部的力也变得很强，从而使得切断变快。结果，由曳尾部形成的星星点点也变得小得多，同时也使主液滴与星星点点之间的距离更短。进而，由于弯液面不会连续地长期吸引曳尾部，所以它的喷射速率不会降低因而，星星点点的液滴67由发生在喷射液滴66后面的滑流现象被吸引到主液滴中去。

图4F表示图4E中所示的状态进一步发展后的状态。在这里，星星点点的液滴67仍然处于更靠近喷射液滴66的位置且同时被喷射液滴66吸引。然后，由滑流现象作用的吸引力变得更大。另一方面，由于气泡40的消失过程的结束及活动件31过大位移，由上游侧向喷嘴18移动的液体向下移动到比其初始位置更靠下的状态。然后，发生一种从上游侧吸引液体并将液体向喷嘴18的方向推出的现象。进而，由于存在挡板64而造成的流道横截面积的扩大，向喷嘴方向流动的液体增加，从而提高弯液面M向喷嘴18的恢复速率。这样，极大地改善了本实施例的补液特性。

同时，由于当随着气泡的消失发生气穴现象时，活动件31向下移动，气泡消失点离开喷嘴18。这样，活动件31吸收了由气穴生成的绝大部分冲击波，从而它不直接传送到喷嘴18。当气穴冲击波达到弯液面M时，几乎不会从弯液面产生所谓“微点”的极细的液滴。因此，不会由微点的粘附而降低打印图象的质量，或者，由于它们粘附在喷嘴18的周围而引起的不稳定喷射现象被极大地消除。

进而，由于气泡的消失所发生的气穴由于活动件31的存在而被移向支点侧33。结果，对加热件2的损坏更小。同时，超粘的墨水被强迫地从活动件31和加热件2之间的闭合区移出以便将其除去，从而提高了喷液头的耐用性。与此同时，由于这一现象，可以在这一区域内减少过热墨水黏附在加热件上，从而提高了喷液的稳定性。

图4G表示图4F所示的状态进一步进展后的情况，星星点点的液滴67被主液滴66捕获。对于其它实施例来说，喷射液滴66和星星点点的液滴67的结合体并不是一种在每次喷射的任何情况下都必须发生的现象。根据不同的条件，这种现象有可能发生，也有可能根本不发生。然而，通过消除星星点点的液滴或至少通过减少星星点点的液滴的数量，在主液滴着纸点和星星点点的液滴的着纸点之间几乎没有偏差，从而将对印件质量有可能产生的有害作用降至最低。换句话说，打印图象的清晰度获得提高而改善了印件质量，同时可以避免产生溅墨并减少因这样产生的溅墨而造成的污染打印介质或记录装置内部的危险。

在此期间，由活动件31移动过量的反作用，活动件31再次向挡板64的方向移动。这一移动最后终止于其初始位置，因为它被由活动件31的结构、杨氏模量、流道内液体粘度及重力所决定的衰减振动稳定下来。

随着活动件31向上移动，液流被控制在从公用液室13侧指向喷嘴18的方向上。然后，弯液面M的运动被很快地稳定在喷嘴周围。结果，可以显著地减少由于可能造成喷射条件不稳定的弯液面的溢出或类似现象而会降低印件质量的因素。

(用于活动件的初始移动件)

图5A和图5B是表示图4A至4G所示的喷液头活动件的初始位置装置的变型例的剖面图，图5A表示其中作为活动件的初始移动装置地设置一个小加热件(小加热器)的例子；图5B表示这样一个例子，在该例中，在喷嘴上表面上设置电极以便通过外加静电来移动活动件。

如图5A所示，在基板1上，在支点33附近设置了一个小加热件3，小加热件3的面积小于用于使液体发泡以便喷射的加热件2的面积，将小加热件3作为发泡前使活动件31向上移动的初始活动件。通过加热小加热件3，气泡在小加热件3上方生长，从而利用支承在支点33的杠杆原理向上推动活动件。

同时如图5B所示，作为另一个例子地在包括限制活动件31位移的挡板64在内的流道的壁面上设置了电极4。可在电极4与活动件31之间外加电压地设计此实施例。这样，当在电极4与活动件31之间外加电压时，活动件31被外加静电吸向电极4，与此同时，活动件利用位于支点33处的杠杆原理向上运动。

(第三个实施例)

下面，参考附图描述根据本发明的本实施例。

图7A至图7F和图8A至图8E是剖面图，它们用于说明本发明的第三个实施例，这些剖面图是沿流道方向截取的，通过分成图7A至7F和图8A至8E的过程用以说明在流道中的特征现象。

对于本实施例的喷液头，加热件2被设置在一个平滑的基板1上，以便能够作为喷射能量产生元件地将热能供给液体以喷射液体。然后，在基板1上，对应于加热件2地分别设置了流道10。流道10与喷嘴18连通，与此同时，与公用液室13连通的许多条流道10供应液体，从而流道从公用液室13接收对应于从每一喷嘴18喷出的液体的液体量。参考标号M表示由喷射的液体形成的弯液面。弯液面M在喷嘴18附近相对于公用液室13的内压平滑，通过每一喷嘴18及与之连通的流道10的内壁产生毛细管力，该内压通常是负的。

流道10通常将配有加热件2的基板1与顶板50在靠近加热件2与喷射液体相接触的平面的区域相结合构成，气泡生成区11处于加热件2的可很快加热以便喷射液体的气泡生成处。为每个具有气泡生成区11的流道10分别设置了活动件31，使得至少活动件的一部分面对加热件2。活动件31在朝向喷嘴18的下游侧具有自由端32，同时它被设置成悬臂形式，其一端被设置在流道10的上游侧的支点14支承。特别是根据本实施例，自由端32被设置在气泡生成区11的中心部位以便抑制在上游侧的那半气泡，它对向上游侧的逆波及液体惯性有影响。然后，随着在气泡生成区11内所生成的气泡的生长，活动件31可相对支承件34移动。在这种移动过程中，支点33成为支承件34支承活动件31的支承部分。

在气泡生成区11中心部分的上部设置了顶板(限制件)64，它用于将活动件限制在某一范围内以抑制在上游侧那半气泡的生长。在从公用液室13侧流到喷嘴18的液流中，设有一个低流道阻力区65，它具有比流道10低的流道阻力，该区域位于上游侧并以挡板64为边界。在区域65中的流道结构不设置上壁或者使流道横截面较大，从而使得当液体运动时液流所受到的流道阻力较小。

在按上述方式设置的结构形成喷液头的结构中，其特征在于，与现有技术不同地，具有气泡生成区11的每个流道10通过活动件31与挡板64之间的接触而形成了一个除每个喷嘴18外基本上闭合的空间。

现在将详细描述根据本实施例的喷液头的喷液操作。在这里，图7A至图7F表示第一次喷液。图8A至图8E表示接着第一次喷液的第二次喷液。图9是一个表示在驱动时气泡的体积和活动件的位移的曲线图。

图7A表示在能量，例如电能供应到加热件2上之前的状态，它表示加热件产生热量之前的状态。在这里重要的是，对每个因加热件2的加热(在初始状态)而产生的气泡来说，活动件31在上游侧的那半气泡的对面，而限制活动件31的移动的挡板64则被设置在1气泡生成区11的中心部分的上方。换句话说，利用流道的结构与每个活动件的设置位置，在上游侧的那半气泡保持在活动件31的下方。如果如图9所示地在时刻T＝0将电脉冲加到加热件2上，则填充到气泡生成区11内的一部分液体被加热件2加热，随着薄膜沸腾生成气泡。然后，随着时间的推移，气泡生长而体积膨胀。这时，由于活动件31的抵抗力，活动件在迟于气泡体积发生变化的时刻开始移动(在图9中A所表示的时刻)。

如图9所示，由于气泡的生长，液流向朝着上游侧即向公用液室13的方向移动并因存在低流道阻力区65而变成大股液流。但当活动件31移动到挡板64附近或与之接触时，任何进一步的活动件位移都受到限制(在图9中的时刻B)。从而，液体向上游侧方向的移动在这里受到极大限制。换句话说，随着活动件31移动到这一状态，流道10的上游侧(至少是气泡生成区11的中心的上游侧)基本上闭合。因此，在流道10和位于上游侧的公用液室13之间，液体与气泡的膨胀基本上被切断。这样，气泡40向上游侧的生长受到活动件31的限制。尽管如此，由于液体向上游方向的移动力很大，活动件31接受到这样一种形式的应力，即它被拉向上游方向并被保持在这种状态中。在此期间内，如前面所述，气泡膨胀到最大体积(在图9中的时刻C)。图7B表示气泡在气泡生长区11内生长到最大时的状态。这时，由于气泡40生成所造成的压力，在流道10内的液体流向下游侧和上游侧。在上游侧，活动件31因气泡40的生长而被移动，而在下游侧，造成喷射液滴66从喷嘴18飞出。

根据本发明，喷嘴18气泡40的部分与喷嘴18之间保持着直流道结构，即该结构处于图23中所示的“直线连通状态”。更优选的是，令这一状态能够在产生这样的压力波后使气泡生成时所产生的压力波的传播方向与液体的流动方向以及其喷液方向直线重合。最理想的是，能够使喷射液滴66的条件如喷射方向及喷射速率很稳定地获得一种理想的状态，对于本发明来说，只要将结构设置成将喷嘴18与加热件2(特别是与喷嘴侧(在下游侧)的加热件，它对生成气泡具有更大的影响)直接连成直线，则获得这种理想状态或使该结构接近于理想状态的解释就足够了。当在流道中不存在液体时，可以从喷嘴的外部观察到这样获得的状态。特别是在这种状态下可观察到加热件的下游侧。

在此之后，如图7C所示，在接着前面所述的薄膜沸腾之后，当气泡内部负压阻止了液体向下游侧的移动时，气泡40开始收缩。这时，由气泡生长作用到液体上的力在上游侧仍然很大。因此，在气泡已经开始收缩后一个特定的期间内，活动件31仍然与挡板64保持接触，同时，收缩的气泡40的绝大部分给液体产生了一个从喷嘴18指向上游方向的推力。换句话说，在紧接着图7B所示的阶段之后，流道10的上游侧被与挡板64接触的已经移动的活动件31封闭，从而使得具有气泡生成区11的流道10成为一个除喷嘴18外基本上闭合的空间。因此，气泡40的收缩能量起到了一个力的作用，它使得在喷嘴18附近的液体向上游方向移动。从而弯液面M被大幅度地从喷嘴18增加拉回到流道内，从而很快切断了与喷嘴18连接的液柱。然后，如图7D所示，所形成的液滴或星星点点的液滴(副液滴)67变得较小，它留在喷嘴18的外侧。

图7D表示在其消失过程已经结束且弯液面M被切断时的喷射液滴66的状态。首先，在低流道阻力区域65内，活动件31的弹性恢复力超过液体向上游方向的移动力。然后，活动件31开始其向下的移动(从位移状态向初始状态)。随之而来的，在较低流道阻力区65内的液流开始向下游方向流动(在图9中的时刻D)。在这里，与此同时，由于在低流道阻力区65内流向下游的液流具有较小的流道阻力，从而液流变大并通过挡板部分流入流道10内。从而，引起弯液面M被拉回到流道10内部的液流陡然减少。因而，弯液面M开始比较慢地返回在气泡开始生成时的位置并牵引留在喷嘴18外面的液滴，从而能够快速地使弯液面振动稳定下来。

另一方面，由于如图7C所示的弯液面被快速拉回，喷射液滴66和紧跟在喷射液滴后的星星点点的液滴相互靠得非常近在这里，产生所谓的滑流现象，由于发生在飞行的喷射液滴66后面的涡流，使得紧跟喷射液滴后的星星点点的液滴被吸向喷射液滴。

现在将更精确地描述这种现象。在传统的喷液头中，当液体被从喷液头喷嘴喷出来时，液滴不是球状的。液滴几乎是以一种在前端具有球状部的液柱的形式被喷射出来的。这样，其曳尾部同时被主液滴和弯液面牵引，而当它被切断时，由其曳尾部形成星星点点。在这里，星星点点的液滴与主液滴一起飞向记录介质，这是众所周知的。星星点点的液滴在主液滴之后飞行，同时，星星点点的液滴还被弯液面牵引。因此，其喷射速率较慢，这使得其着纸点偏离主液滴的着纸点。这不可避免地降低了印件质量。根据本发明的喷液头，如前面所述，向回牵引弯液面的力远大于传统喷液头向回牵引弯液面的力。从而，在主液滴已经喷射出去之后，给予曳尾部的牵引力较强。从而将曳尾部从弯液面上切断的力更强，使得切断时间缩短。如图7C上所示，利用将弯液面向回拉的更强和更快的力，使得在主液滴和弯液面之间的曳尾部被很快地拉回来，这令该液柱部分变得比传统情况下更细。液柱可更容易地在这一较细的部分被切断。从而，由该曳尾部形成的星星点点的液滴变得小了许多，同时也使得主液滴与星星点点的液滴之间的距离变得更短。因而，由于弯液面不会连续地长时间牵引曳尾部，所以其喷射速率不会降低。因而，星星点点的液滴67被发生在喷射液滴66后面的滑流现象吸引向主液滴。

就此而论，弯液面可被快速拉回而使曳尾部变细的原因是，尽管气泡40收缩了，但液体不会被从上游侧吸引过来，这是因为流道10的上游侧是被封闭的，所以液体只能从下游侧(靠近喷嘴)拉回来。这一状态仅发生在图9中的时刻C(即气泡40一达到最大体积并开始消失过程)及时刻D(即活动件31开始复原)之间发生。

图7E表示图7D所示的状态进一步发展的情况。在这里，星星点点的液滴67仍然靠近喷射液滴66且同时被吸向主液滴。而由滑流现象作用的吸引力变得更大。另一方面，从上游流向喷嘴18的液体产生一种液体被从上游侧吸取过来且同时液体被推向喷嘴18的现象，这是因为活动件31的过大位移而使其移到比其初始位置更低的位置(在图9中的时刻E)的缘故。进而，由于挡板64的存在而造成的流道横截面积的扩大，流向喷嘴18的液流增多并提高了弯液面M到喷嘴18恢复的速率。这样，极大地改善了本实施例的补液特性。

图7F表示图7E所示的状态进行发展的情况，星星点点的液滴67被捕捉到主液滴66中。喷射液滴66和星星点点的液滴67组合体并非一种对于其它实施例来说在任何情况下都必须发生的现象。根据不同的条件，这种现象可能发生，也能可根本不会出现。但是，通过消除星星点点的液滴或者至少通过减少星星点点的液滴的数量，在主液滴和星星点点的液滴在记录介质上的着纸点之间几乎没有偏差，从而将可能产生的对印件质量有害的作用降低到最低限度。换句话说，提高了打印图象的清晰度而改善了印件质量，同时，能避免使它们溅墨并消除了由此产生的溅墨而污染记录介质或记录装置内部的危险。

与此同时，由于活动件过度位移的反作用，活动件31再次向挡板64方向移动。从而产生由活动件31的结构、杨氏模量、流道中液体的粘度及重力所决定的衰减振动。在该衰减振动稳定下来之前，开始执行第二个喷液操作。换句话说，根据本实施例，如果从同一喷嘴18中前后两次喷射液体，则在前次喷液之后且活动件31的振动稳定下来之前，当如图8A所示活动件31向上位移时(向挡板64侧)，向加热件2外加下一个驱动脉冲(于图9中的时刻F)。然后，当活动件31向上移动时，气泡40在气泡生成区11内生长。由于活动件31被提供初始的向的加速率，所以它的位移的驱动不会由于活动件本身的强度而落后于气泡40的生长。它可以几乎与气泡40体积变化的同时发生位移。在图9中的时刻G，活动件31与挡板64接触将流道10的上游侧封闭。气泡生成区11基本上处于一个除喷嘴18之外的闭合状态。在图9中的时刻H，气泡40具有如图8B所示的最大体积。这时，喷射液滴66被从喷嘴18喷出。

这时，气泡消失过程开始。在气泡40消失的早期阶段，它的收缩导致液体以喷嘴向内流动，这将弯液面的幅度地拉回内部。这样，与喷嘴连接的液柱被切断。在时刻H及其以后，活动件31处于位移后的状态并与挡板64接触，如图7C所示。流道10的上游侧基本上是封闭的，由气泡40的收缩所产生的吸引力主要作用于从弯液面向内拉回的液体。从而弯液面的回缩力变得更强、更快。从而如前面所述，主液滴与弯液面之间的曳尾部变得非常细。然而，在图9中的时刻J，活动件31开始向下游移动，因而，从较低流道阻力区65向下游方向(朝着喷嘴的方向)的液流开始。这时，如图8C中所示，在低流道阻力区65中的液体随着解除了对活动件31的限制而立即可流到气泡生成区附近，从而在流道10内产生从上游侧向下游侧的强液流。该液流起着使弯液面被迅速回拉的液流的作用。然后，弯液面退回的速率很快变慢，使得在曳尾部的液柱变细。

如前面所述，在从气泡40具有最大体积即从气泡消失开始时刻起到活动件31开始复原的刻的这段期间内，曳尾部变细。这是在图9中从时刻H到时刻J之间的期间。然后，根据本实施例，在活动件31向上移动时，驱动加热件2。因此，在时刻F及其之后，活动件31与气泡40体积变化之间的时间差变小。活动件31几乎随着气泡40体积的缩小而向下移动。从而，从图9中的时刻H到时刻J的时间滞后很小，其结果是与主液滴连接的液柱的较细部分68其长度变得非常短，而其后面所跟随的较粗的部分扩展到弯液面，如图8C所示。

因此，如图8D所示，向外喷出的喷射液滴与被拉回到流道10内的弯液面相互分离。如早些时候所描述的，由于在喷射液滴和弯液面之间的曳尾部存在着较细部分68，较细部分68被切断，从而将喷射液滴与弯液面分开。进而，较细部分68的长度非常短，因此使之可以在该部分较容易地被切稳定切断。另一方面，除这个较细部分之外，液柱较粗。从而，在喷嘴之外，液柱不会分开。在绝大多数情况下，它被拉回到喷嘴内，而不会在喷嘴外留下液滴，也就是说，星星点点的液滴变得很少。

图8E表示活动件31已向加热件2移动超过其产生位置的状态。从上游侧向喷嘴方向移动的液体向下移动超过其初始位置。从而产生这样一种现象，使得从上游侧汲取液体并将液体向喷嘴方向推出。同时，由于流道横截面积的扩大，朝喷嘴方向的液流增加，从而加快弯液面向喷嘴的恢复速率。这样，极大地改善了本实施例的补液性能。

如上所述，在活动件向上(向挡板侧)移动的状态中，给加热件外加驱动脉冲，这使得气泡40的体积变化与活动件位移之间的偏差较小。然后，随着活动件向下的移动在一个较短的时间期间内完成，使星星点点的液滴变得较少。同时，星星点点的液滴的速率变得较快，这有利于其在飞行当中与主液滴接触并与之结成一个整体。

(第四实施例)

下面将参照附图对根据本发明的实施例进行描述。

图10A至图10F和图1A至图11E是用于说明本实施例的剖面图，它们是沿流道方向截取的，通过将其分成图10A至图10F和图11A至图11E的过程来表明流道中的特有现象。

对于本实施例的喷液头，加热件2设置在平滑的基板1上，作为喷液能量发生元件地将热能供给液体上以便喷射液体。然后，在基板1上，对应于加热件2地设置了流道10。流道10与喷嘴18连通，同时与公用液室13连通，以便向多条通路10输液，从而从公用液室13中接受与从每个喷嘴18喷出的液体量相应的液体量。参考标号M表示由被喷射的液体形成的弯液面。弯液面M在喷嘴18附近相对公用液室13的内压平衡，由于每个喷嘴18及与之相连的流道10的内壁产生的毛细管力，该内压通常是负的。

流道10是通过将设有加热件2的基板1与顶板50连接而构成的，在靠近加热件2与喷射液体接触的平面处，气泡生成区11位于加热件2被快速加热以便喷液的气泡生成处。为具有气泡生成区11的每个流道10分别设置了活动件31，使活动件的至少一部分面对加热件2。活动件31在朝向喷嘴的下游侧具有自由端32，同时活动件被设置成悬臂形式，其一端支承在设置于流道上游侧的支承件34上。更具体地说，根据本实施例，活动件自由端32设置在气泡生成区11中心部位上，它用于抑制上游侧那半气泡的生长，这半气泡对朝向上游侧的逆波及液体惯性有很大影响。然后，随着在气泡生成区11生成的气泡的生长，活动件31可相对支承件34运动。在这一运动中，支点33成为支承活动件31的支承件34的支承部分。

在气泡生成区11的中心部上方设置了挡板(限制部)64，以便将活动件31的运动限制在一定的范围内，从而抑制在上游侧那半气泡的生长。在从公用液室13到喷嘴18的液流中，设有一个低流道阻力区65，它具有一个比流道10相对较低的流道阻力，该区位于上游侧且以挡板64为界。在区域65中的流道结构是这样的，即它不设置上壁或使流道横截面积较大，从而使得液体在液体流动时所受流道阻力较小。

利用如上设置的结构形成了喷液头结构，其特征在于，与传统技术不同地，通过活动件31与挡板64之间的接触，具有气泡生成区11的每个流道10变成一个除每个喷嘴外基本上闭合的空间。

下面将详细描述根据本实施例的喷液头的操作。这里，图10A至图10F表示第一次液体喷射。图11A至图11E表示接着第一次液体喷射的第二次液体喷射。图12是一个表示在驱动时气泡的体积及活动件位移的曲线图。

图10A表示在能量例如电能被供给加热件2之前的状态，它表示加热件产生热量之前的状态。在这里重要的是，对由加热件2加热所生成的每个气泡而言，活动件31被置于上游侧那半气泡的对面(在初始状态)，而活动件位移限制挡板64被设置在气泡生成区11的中心部上方。换句话说，利用流道的结构和每个活动件的设置位置，上游侧那半气泡保持在活动件31的下方。如图12所示，如果在时刻T＝0时将电脉冲加在加热件2上，充入气泡生成区11内的液体部分被加热件2加热，随着薄膜沸腾而生成气泡40。然后随着时间的推移，气泡40生长，其体积膨胀。这时，由于活动件31的弹性排斥力，活动件位移的开始迟于气泡40的体积变化(在图12中A所示的时刻)。

如图12中所示，随着气泡40的生长，流向上游侧即流向公用液室13的液体因存在低流道阻力区65变成大股液流。然而，当活动件31移到挡板64的附近或与之接触时，活动件的任何进一步的移动均受到限制(在图12中的时刻B)。从而液体向上游侧的移动在这里受到极大限制。换句话说，随着活动件31移动到这一状态，流道10的上游侧(至少气泡生成区11中心的上游侧)基本上被封闭。从而，在流道10和位于其上游侧的公用液室13之间，液体和气泡40的扩充基本上被切断。这样，气泡40向上游侧的生长受到活动件31的限制。尽管如此，由于液体向上游侧的移动力很大，活动件31受到一种使其被拉向上游侧且保持在这种状态下的应力。在此期间内，如前所述，气泡40长大到最大体积(图12中的时刻C)。图10B表示气泡40在气泡生成区11内生长到最大体积时的状态。这时，由于气泡40生成所产生的压力，流道10内的液体向下游侧和上游侧移动。在上游侧，活动件31因气泡40的生长而被推动，而在下游侧，使得喷射液滴66从喷嘴18中飞出。

根据本发明，喷嘴侧的气泡部分与喷嘴之间保持直流道结构，即如图23中所示的“直线连通状态”结构。更优选的是，造成这样一种状态，使得能够在这样产生的压力波后令气泡生成时所产生的压力波的传播方向与液体流动方向以及喷射方向重合成一条直线。最为理想的是使喷射液滴66的喷射条件如其喷射方向和喷射速率变得很稳定地获得一种理想状态，对于本发明来说，只要将结构设置成使喷嘴18与加热件2(特别是加热件2，在对生成气泡有更大影响的喷嘴侧(在下游侧))直接连接成直线，则获得这种理想状态或者使该结构接近理想状态的解释就足以。如果在流道中没有液体，则可以从喷嘴观察到这样所获得的状态。特别是在这种状态下可观察到加热件的下游侧。

此后，如图10C所示，当气泡内的负压在前面所述的薄膜沸腾之后阻止了液体在流道内向下游侧的移动时，气泡40开始收缩。这时，由气泡生长而作用在液体上的力在上游侧仍保持很大。因此，在气泡40开始收缩之后，活动件31与挡板64仍保持接触一段特定时间，收缩的气泡40的绝大部分给液体产生了一个从喷嘴18指向上游的动力。换句话说，在紧接着图10B的步骤之后，流道10的上游侧被与挡板64接触的活动件31封闭，因此使得具有气泡生成区11的流道10成为一种除喷嘴18之外基本闭合的空间。从而气泡40的收缩能量起到了一个使喷嘴18附近的液体向上游方向移动的力的作用。因此，弯液面M被从喷嘴18大幅度地拉回到流道10的内部，从而快速切断与喷射液滴66连接的液柱。然后，如图10D所示，所生成的星星点点的液滴(副滴)67变得很小，它留在喷嘴18的外侧。

图10D表示其消失过程已经完成且弯液面被切断的喷射液滴66的状态。首先，在低流道阻力区65内，活动件的弹性恢复力超过液体向上游方向的移动力。然后，活动件31开始向下(从位移后的状态向初始状态)的移动。随着这一移动，在低流道阻力区65内的液流开始流向下游(在图12中的时刻D)。在这里，与此同时，由于在低流道阻力区65内向下游流动的液流具有较低的流道阻力，液流增强并经过挡板64部分流入流道10。结果，造成弯液面M被拉入流道10内的液流陡然减小。然后，弯液面M开始缓慢地返回气泡开始生成时的位置，同时向回拉留在喷嘴18外面的液柱。这样，就能够快速地使弯液面振动稳定下来。

另一方面，由于如图10C所示的弯液面的迅速回拉，喷射液滴66与紧跟在喷射液滴后的星星点点的液滴67相互靠得很近。在这里，产生了所谓的滑流现象，由于发生在飞行的喷射液滴66之后的涡流，使得紧跟在喷射液滴之后的星星点点的液滴被吸引向喷射液滴。

现在，更确切地描述这一现象。利用传统的喷液头，在液体从喷液头喷嘴中被喷出来时，液滴不是球状的。被喷射出来的液滴几乎是一个在其前端具有球状部的液柱。因此，其曳尾部同时被主液滴和弯液面牵引，同时当它被从弯液面上切断下来时，由曳尾部形成星星点点。在这里，星星点点的液滴与主液滴一起众所周知地飞向记录介质。星星点点的液滴在主液滴之后飞行，同时，星星点点的液滴被弯液面牵引。因此，星星点点的液滴的喷射速率较低以至于其着纸点偏离了主液滴的着纸点。这必然会使印件质量变差。根据本发明的喷液头，如前面所述，拉回弯液面的力远大于传统喷液头。因此，在主液滴已被喷出后，给予曳尾部的牵引力很强。用于将曳尾部从弯液面上切断下来的力变得很强，从而使切断下来的时间变快。如图10C所示，利用将弯液面拉回的较强和较快的力，很快地拉伸位于主液滴和弯液面之间的曳尾部，使液柱的这一部分变得比传统情况的更细。液柱可以很容易地在这个更细的部分被切断。从而由曳尾部形成的星星点点的液滴变得小得多，也使主液滴和星星点点的液滴之间的距离变得更短。因而，由于弯液面不连续长期牵引曳尾部，所以其喷射速率不会降低。因此，星星点点的液滴67通过发生在喷出液滴66后面的滑流现象被吸引向主液滴。

就此而论，弯液面之所以能被很快地拉回而使曳尾部变细的原因在于，尽管气泡40已收缩，但液体尚未从上游侧被汲取过来，这是因为流道10的上游侧是被封闭的，所以液体只从下游侧(靠近喷嘴)被拉回。这一状态只出现在图12中的时刻C(即气泡40具有最大体积，同时消失过程开始)与时刻D(即活动件31开始复原)之间。

图10E表示图10D中的状态进一步发展时的情况。在这里，星星点点的液滴67仍靠近喷射液滴66且同时被吸向主液滴。然后，滑流现象产生的吸引力变大。另一方面，液体由上游侧流向喷嘴18产生了这样一种现象，即从上游侧汲取液体且同时液体被推向喷嘴18，因为活动件31的过度移动而使其移动到低于其初始位置处(图12中的时刻E)。进而，由于挡板64的存在，流道的横截面积扩大，流向喷嘴18方向的液流增大，从而加快了弯液面M向喷嘴18的恢复速率。通过这种方式极大地改善了本实施例的补液特性。

图10F表示图10E的状态进一步发展的情况，星星点点的液滴67被主液滴66捕获。喷射液滴66和星星点点的液滴67的组合体不是对于其它实施例来说在任何每次喷射情况下都必须发生的现象。根据不同的条件，可以发生这种现象，也可能根本不出现这种现象。然而，通过消除星星点点的液滴或减少星星点点的液滴的数量，在主液滴与星星点点在记录介质上的着纸点之间几乎没有偏差，从而将可能对印件质量产生的有害作用降至最低限度。换句话说，图象的清晰度得到提高而改善了印件质量，同时可以避免使它们溅墨并降低因所产生的这种溅墨而造成污染打印介质或记录装置内部的危险。

在此期间，由于过度位移的反作用，活动件31再次向挡板64移动。然后，进行由活动件31的结构、杨氏模量、流道内液体的粘度、以及重力所决定的衰减振动。在该衰减振动稳定下来之前，执行第二次喷射操作。换句话说，根据本实施例，如果液体连续两次相继从同一喷嘴18喷射，随着前次喷液的完成，如图11A所示，在活动件振动尚未稳定下来之前，在活动件31向下(脱离挡板64的方向)运动时，向加热件2提供下一次驱动脉冲(图12中的时刻F)。

然后如图11B所示，在活动件31向下位移时，在气泡生成区11中，气泡40生成并长大。由于向活动件31提供向下的初始加速度，活动件31的位移时刻比气泡的生成和长大晚并落后大长时间。这时，气泡40倾向于向下游侧(喷嘴18侧)和上游侧(公用液室13侧)等量的生长，但是，由于活动件31向下(脱离挡板64的方向)移动所作用的力，气泡40向上游侧的生长受到抑制，从而促进气泡40向下游侧运动。气泡40向上游侧的生长变成直接作用于液体喷射的能量。

在图12中的时刻G，活动件31与挡板64接触，封闭了流道10的上游侧。气泡生成区11基本上处于除喷嘴18之外的封闭状态。在图12中的时刻H，气泡具有最大体积，如图10C所示。这时，喷射液滴66从喷嘴18喷出。

这时，喷射过程开始。在气泡40消失的早期过程中，收缩造成液体离开喷嘴而将弯液面大幅度回拉。因此，与破碎液滴连接的液柱被切断。在时刻H和以后的时间内，活动件31处于位移后的状态并与挡板接触，如图11D所示。流道10的上游侧基本上是闭合的，从而由气泡40的收缩所作用的吸引力主要作用于从弯液面向内拉回液体。从而弯液面的回缩力增强、增快。

如前面所述，在从气泡具有最大体积的时刻开始的期间内，即在气泡开始消失(图12中的时刻H)到活动件31开始复原(图12中的时刻J)的期间内，曳尾部变细。然后，根据本实施例，在活动件31向下运动的同时，驱动加热件2。因此，在时刻F及其以后，在活动件与气泡40的体积变化之间的时间差变大。所以，在图12中时刻H和时刻J之间的时间间隔较长，因此很快向内拉弯液面。进而，如前面所描述的，根据本实施例，气泡向前的生长受到促进，从而使喷射液滴的速率提高。结果，向外喷出的喷射液滴与被向内拉的弯液面的相对速率差变得非常大，这使得液柱曳尾部分离变得容易。由于较容易分离，如图11E所示，喷射液滴在良好的条件下被切断，与此同时，尽管有时会稍微产生一些星星点点的液滴，星星点点的液滴也被喷射液滴所吸收，因为这些星星点点的液滴位于喷射液滴的附近，同时由于所发生的滑流现象，位于飞行喷射液滴后面的涡流将这些星星点点的液滴拉入主液滴。

最后，在时刻J，活动件31开始向下移动，在低流道阻力区65内，液体开始流向下游(向喷嘴)。这时，活动件31的限制被解除，与此相应地，在低流道阻力区65内的液流可以立即流入气泡生成区附近，从而在流道10内产生很强的从上游侧向下游侧的液流。这一液流阻止快速向内拉回弯液面的液流，从而很快使弯液面的回缩速率变慢。结果，液柱曳尾部分变粗。液柱的这一较粗部分不留在喷嘴18的外部，它被缓慢地拉回到喷嘴的内部。然后，如图11E所示，活动件31恢复到其初始阶段。

利用这样设置的结构，由上游侧流向喷嘴的液流向下流动而超过其初始位置。然后，所产生的现象从上游侧汲取液体并将液体推向喷嘴。同时，由于流道横截面积的扩大，流向喷嘴方向的液流增大，因而提高了弯液面到喷嘴的恢复速率。通过这种形式极大地改善了本实施例的补液性能。

如上所述，在活动件31向下(在它脱离挡板的方向)移动的状态下，对加热件外加驱动脉冲。因此，气泡40的生长受到控制以便快速高效地喷液。与此同时，星星点点的液滴的速率提高而使其易于和主液滴接触，在飞行当中使它们结成一个整体。这样，使星星点点的液滴变少了。

(第五实施例)

下面将描述喷液头的另外一种结构，其上装有一种前述的气泡移动机构，尽管它与以前的实施例略有不同。

图13A至图13E是表示根据本发明的第五实施例的剖面图，它们是沿流道方向截取的，它们通过分成图13A至图13E的过程来表示在流道中的现象。

对于本实施例的喷液头，加热件2被设置在一个平滑的基板上以便作为一个喷射能量产生元件地作用在液体上来喷液。然后，在基板1上，分别对应于加热件2地设置了流道10。流道10与喷嘴18连通且同时与公用液室13连通以便向多个流道10供应液体，因此，从公用液室13中接受与从每个喷嘴18中喷出的液体的量等量的液体。参考标号M表示由喷射的液体形成的弯液面。弯液面M在喷嘴18附近相对于公用液室13的内压受到平衡，该内压由于每个喷嘴18及与之连通的流道10的内壁所产生的毛细管力而一般是负的。

流道10是通过将设有加热件2的基板1与顶板50连接在一起而构成的，在靠近加热件2与喷射液体相接触的平面处，气泡生成区11位于加热件2很快被加热以便喷液的气泡生成位置处。为每个具有气泡生成区11的流道10分别设置了活动件31，使其至少一部分面对加热件2。活动件31在朝向喷嘴18的下游侧具有自由端32且同时由设置在流道10上游侧的支承件34支承。特别是根据本实施例，自由端32被设置在气泡生成11的中心部位，它用以抑制上游侧那半气泡的生长，这一部分对朝向上游侧的逆波和液体惯性有很大影响。然后，随着在气泡生成区11内生成的气泡的生长，活动件31可相对支承件34移动。在这种移动中，支点33成为支承件34对活动件31的支承部分。

在气泡生成区11的上游侧端部部分或者在上游侧端部部分的上游，设置了一个用于控制流道10内液流的且同时将活动件31的运动限制在一定的范围内的流体控制部64。流体控制部64设置在比气泡生成区更靠上游侧的位置，以便使活动件31的自由端32位于流体控制部64的下游侧。

利用如上设置的结构形成了喷液头结构，其特征在于，与传统技术不同地，具有气泡生成区11的每个流道10通过活动件31与挡板64之间的接触而变成一个除喷嘴18外基本上闭合的空间。

现在将详细描述根据本实施例的喷液头的喷液操作。

图13A表示在能量如电能被供给加热件2之前的状态，它表示加热件产生热量之前的状态。这里重要的是，活动件31被设置成面对由加热件2生成的每个气泡的上游侧那半气泡，而限制活动件31移动的流体控制部64设置在气泡生成区11的上游侧。换句话说，利用流道的结构和每一活动件的设置位置，在上游侧的那半气泡被保持在活动件31的下方。

图13B表示充入气泡生成区11内的液体的一部分被加热件2加热且然后随着薄膜沸腾气泡40长大到最大。这时，由于气泡生成产生的压力，流道10内的液体向下游侧和上游侧移动。在上游侧，活动件31因气泡40的生长而移动，而在下游侧，则造成喷射液滴66从喷嘴18飞出。在这里，活动件31被移动到流体控制部64附近或者与之接触，其任何进一步的运动都受到限制。然后，通过活动件31与流道10的壁面之间的间隙而从活动件31的下游侧流进来的液体受到限制。结果，流向气泡生成区11的上游侧即指向公用液室13的液流受到限制。与此同时，气泡40向上游侧的生长受到活动件31的限制。这样，气泡40向下游侧生长，这有助于进行喷液。进而，在流体控制部64的上游侧，液体向上游侧的流动受到很大限制。

根据本发明，在喷嘴侧的气泡40的部分与喷嘴之间保持着直流道结构，即该结构处于“直线连通状态”。更优选的是，这一状态能够在在压力波产生之后令气泡生成时所产生的压力波的传播方向与液体流动方向以及喷射方向重合在一条直线上。最理想的是，如此使喷射液滴66的喷射条件如喷射方向及喷射速率变得稳定地获得一种理想的状态。对于本发明来说，只要将结构设置成将喷嘴18与加热件2(特别是对生成气泡有更大影响的喷嘴侧(下游侧)的加热件)直接连成一条直线，则获得这一理想状态或使该结构接近理想状态的解释就足以。如果流道中没有液体，就可从喷嘴的外面观察到这样获得的状态。在这里，特别是在这一状态下可观察到加热件的下游侧。

图13C表示气泡40开始收缩、喷射液滴66和弯液面M被切断的状态。如果没有活动件31的存在，因气泡40的收缩而产生的从上游侧指向气泡生成区11的快速液流有时会在流体控制部64的脚下区域A及下游侧的区域B产生滞流。然而，如果设置了活动件31，当随着气泡40的收缩，活动件31向下移动离开流体控制部64时，液体可以通过活动件31的上表面和活动件31的侧端及流道10的侧壁之间的间隙流向下游。然后，在流体控制部64的上游侧附近，流向下游侧的快速液流被分散开。结果，在流体控制部64的上游附近液流一度变慢，结果甚至在区域内的液体都能具有指向喷嘴18的速率分量。

同时，由于气泡40的收缩开始向下移动的活动件31引起在区域B内的涡流，如图13C所示。由于这一涡流，在区域B内的液体被从公用液室13侧来的指向喷嘴18方向的液流捕获而不产生滞流，然后它流向喷嘴18。

如上所述，通过在具有流体控制部64的流道10内设置活动件31，能够使流体控制部64附近的液体流向喷嘴18。此外，还具有将在液体通路10中残留的气泡40从喷嘴18排出去的作用。这样，降低了因残留在流道10中的气泡而造成的不稳定喷射，从而可保证印件具有高质量。

在图13D中，表示图13C的状态进一步发展，活动件31已向加热件2侧过度移动而超过了其初始状态的情况。从上游向喷嘴18方向移动的液体造成这样一种现象，即由于活动件31超过其初始位置地向下移动，从上游侧汲取液体并向喷嘴18的方向推出液体，进而由于存在流体控制部64，所以流道10的横截面积扩大，向喷嘴18方向的液流增大，因而加快了弯液面M向喷嘴18的恢复速率。在这种条件下，在流体控制部64附近的区域A内没有滞流液体，在区域B内也没有涡流，因此流道10内的液体被均匀地引向喷嘴18。这样，极大地改善了本实施例的补液特性。

图13E表示图13D中所示状态进一步发展情况，它表示已经向下移动过度的活动件31由于其特性恢复力向上移动过度超过其正常状态。这时，活动件31的位移小于图13B中所示的情况。因此，它不会明显改变流道10中的液流。也没有液体从喷嘴18中喷出。在此之后，活动件31被由活动件31的结构、杨氏模量、流道中液体的粘度、以及重力所决定的衰减振动稳定下来，最后固定在其初始位置。

通过活动件31向上位移，从公用液室13侧向喷嘴18方向的液流受到控制，使得弯液面M的运动很快地稳定在喷嘴18附近因此，可以显著地抑制了弯液面M的溢出及其它现象的发生，这些现象可能使喷射条件变得不稳定而使印件质量变差。

(第六个实施例)

图14A至图14F是表示根据本发明的第六个实施例的剖面图，这些剖面图是沿着流道的方向截取的，它们表示将其分成图14A至图14F的过程在流道内所发生的特有现象。

本实施例的喷液头与结合第五个实施例所描述的喷液头的不同之处在于，当活动件31随着气泡40的生长而移动且甚至在活动件31与流体控制部64接触之后，活动件31的前端仍然是可以移动的。换句话说，这样设置流体控制部64，当活动件31向上移动时，它与该部的接触位于活动件31的可动区的中间。所有其它的结构均与第一个实施例相同。

图14A表示电能等加到加热件2上之前的状态，它表示加热件2产生热量之前的状态。

图14B表示气泡生成区11内的液体被加热件2加热，并随着薄膜沸腾生成气泡的状态。在这个状态下，使活动件31移动，弯液面M因液体在流道10内移动以及随着发泡而造成的气泡40的生长而向外扩展。

图14C表示所生成的气泡40具有最大体积时的状态。在该状态下，活动件31被移动到与流体控制部64相接触的位置。与此同时，从接触点35开始到自由端32的部分，以接触点作为弯曲点进一步向上移动。当活动件31的自由端32移动达到流道10的顶部或者与顶部接触时，任何进一步的移动均受到限制。因此，气泡生成区11的上游侧，即液体向公用液室13侧的移动受到限制。进而，甚至在流体控制部64的上游侧，液体向上游侧的移动也受到极大限制。

图14D表示气泡40收缩的状态。在该状态下，随着活动件31向下流动，如结合图13C所描述的情况那样，快速的液流在流体控制部64上游侧附近被分散开。结果，在区域A内的液体具有向喷嘴18方向的速率分量。同时，在区域B发生涡流。

根据本实施例，被活动件31、流体控制部64及流道的侧壁所包围的区域B内的液体的体积很小。所以，因活动件31向下移动产生的涡流比第五个实施例的情况要快。在高速涡流的情况下，区域B内的液体更难被滞留住，该液体与从公用液室13侧来的向喷嘴18方向的流动的液流汇合，涡流被导向喷嘴18。这样，当涡流加入其中时，它被从上游侧导向喷嘴18。从而，流向喷嘴18的液流增大，这加速了弯液面M向喷嘴18的复位。这样，进一步改善了补液特性。

图14E表示活动件31已经向加热件2侧移动过度超过其初始位置。图14F表示已向下移动过度的活动件31由于其弹性恢复力向上过度移动的状态。图14E和图14F中所示的状态与结合图13D和13F所描述的情况相同。从而在这里省略对它们的详细描述。

(其它实施例)

下面将描述适用于采用上面所描述的喷液方法的喷液头的各种实施例。

图15A至图15C是表示活动件31其它结构的视图。图15A表示一个矩形活动件，图15B表示具有一个窄的支点侧的活动件，使得活动件的操作更容易，图15C表示具有较宽支点侧的活动件，它用于增强活动件的强度。

对于前面的实施例，活动件31是由厚度为5μm的镍制成的，但其材料并不限于此。作为制造活动件的材料，只要该材料对喷液有耐溶解性以及具有弹性而使之作为活动件能在良好条件下操作就行了。

作为活动件材料，最理想的是采用具有耐用性强的金属，例如银、金、铁、铝、钛、铂、钽、不锈钢、磷青铜或者它们的合金；腈基树脂例如丙烯腈、丁二烯、苯乙烯；酰胺基树脂如聚酰胺；羧基树脂如聚碳酸酯；醛基树脂如聚缩醛；砜基树脂如聚砜，或者液晶聚合物或其它树脂及它们的混合物；耐墨水性能强的金属，如金、钨、钽、镍、不锈钢、钛或它们的合金或将它们镀覆在表面以获得耐墨水性能；或者酰胺基树脂如聚酰胺；醛基树脂如聚缩醛；酮基树脂如聚醚酮；酰亚胺基树脂如聚酰亚胺；羟基树脂如酚树脂；乙基树脂如聚乙烯；环氧基树脂如环氧树脂；氨基树脂如三聚氰胺树脂；羟甲基树脂如二甲苯树脂及它们的混合物，或者陶瓷如二氧化硅、四氮化三硅及它们的混合物。对于本发明的活动件31，倾向于采用微米级厚的材料以达到所需的目的。

现将描述加热件与活动件之间的配置关系。通过最佳地配置加热件和活动件，当利用加热件生成气泡时，可恰当地控制液流，同时可有效地利用液流。

根据采用所谓气泡喷墨记录方法的传统技术，也就是对墨水施加热能或类似能量，使其状态发生变化，这一变化伴随着墨水体积的陡然变化(生成气泡)，然后利用基于这一变化的作用力，墨水被从每个喷嘴中喷出而粘附在记录介质上，结果形成了图象，从图16的曲线可以清楚地看出，有这样一个区域S，在该区域中不生成气泡，其对喷墨没有贡献，但是，在加热区域与喷墨量之间具有一个成正比的关系。同时，从由加热件观察到的燃烧条件来看，可以了解到，不起生成气泡作用的这一区域S存在于每个加热件周围。从而可以认为，在加热件周围大约4μm的范围不参与生成气泡。

因此，为了有效地利用气泡生成时的压力，该区域应当被设置在气泡有效生成区的正上方，它在加热件外周的内部大约为4μm或更多些，以便使每个活动件有效的动作。然而，对于本发明，对气泡给予了注意，该气泡应当几乎在气泡生成区的中心部位(实际上，它是一个从中心向液流方向±10μm的范围)作用在流道中向上游侧和下游侧的液体上，从而将气泡生成作用分成其独立完成阶段和整体完成阶段。然后，这里最重要的是考虑这样一种设置，使得能够令活动件仅面对上述中心区的上游侧部分。根据本实施例，气泡生成区被限定在加热件周围内部约4μm或更多处。然而，这一范围不必局限于此。这一范围可根据加热件的种类或其制造方法而加以限定。

进而优选的方案是将活动件与加热件之间的距离在待机状态定为10μm或更小些，以便在良好的条件下形成前述的基本上闭合的空间。

(基板)

现在将描述基板的结构。

图17A和图17B是一个俯视剖面图，用以说明本发明的喷液头。图17A表示具有后面将要描述的保护膜的喷液头。图17B表示不带保护膜的喷液头。

具有形成每个流道10与流道10连通的喷嘴18、较低流道阻力区65和公用液室13的槽的顶板设置在基板1上。

对于基板1，由硅或类似材料在基片107上形成氧化硅薄膜或氮化硅薄膜106用于绝缘和蓄积热量。在这层膜上，由硼化铪(HfB₂)，氮化钽(TaN)，钽铝(TaAl)形成电阻层105(0.01～0.2μm厚)并用铝或类似材料用图样成形法制成线电极104(0.2～1.0μm厚)，以便形成如图17A所示的加热件2。利用电极104将电压加到电阻层105上向其提供能量使之发热。在电阻层上，在线电极之间用厚度为0.1～2.0μm的氧化硅，氮化硅或类似材料形成保护层103。进而，在该层上，用钽或类似材料(0.1～0.6μm厚)形成一个防空隙层102薄膜用于保护电阻层105免于墨水或各种其它液体接触电阻层。

特别是，在气泡生成和消失的时刻所产生的压力及冲击波非常强，它会大大降低氧化膜的耐用性，因为这种膜虽硬但很脆。因此，利用金属如钽(Ta)作为防空隙层102。

另外，通过将液体、流道结构及电阻材料的适当组合可制成一种不需对上述电阻层105提供任何保护层103的结构。这种例子示于图17B中。对于不用任何保护层103的电阻层105的材料，可举出铱-钽-铝合金。

这样，仅用在电极之间的电阻层(加热件)就可构成加热件。同时，也可提供保护电阻层的保护层。

这里，作为加热件，被设置或采用由电阻层制成的结构，作为一个发热单元，电阻层根据信号发出热量，但加热件并不必限于这种形式。只要加热件能够在发泡液体中生成可将喷射液体喷射出去的气泡就足够了。例如，可利用具有光-热转换元件分加热件，当它接受到激光或其它光束时就会发热，或者具有当接收到高频时就会发热的加热单元的加热件。

这里，对于上述基板，除了每一个电阻层105制成的作为上述加热单元，以及向电阻层提供电信号的线电极104之外，还可以利用半导体制造工艺在基板上集成地制成晶体管、二极管、寄存器、移位寄存器或其它功能元件，用作有选择性地驱动电热转换器件。

同时，对于上述基板上为了通过驱动所设置的电热转换器件的加热单元，通过线电极104将图18所示的矩形脉冲加到电阻层105上，以便使线电极之间的电阻层陡然发热。对于前面所述的每个实施例的喷液头，通过外加一个电压24V，脉冲宽度约4μsec，电流约100mA，6KHz或更高的电信号来驱动加热件。然后，作为被喷射的液体的墨水通过前面所描述的操作，从每个喷嘴被喷射出去。但是，驱动信号的条件不仅限于此。只要驱动信号能恰当地使发泡液体产生气泡就足够了。

(喷射液体)

在上面所述的液体中，可以利用具有传统气泡喷墨装置所采用的墨水作为记录用液体(记录液体)。

同时，也可利用具有较低发泡能力的液体；因加热而其性质容易改变或变差的液体；或者高粘度的液体，以及其它一些传统方法很难使用的液体。

但是，理想的是避免利用作为喷射液体本身其性质会妨碍喷射、发泡、活动件的操作等。

作为记录用的喷射液体，可利用高粘度墨水或类似物。此外，根据本发明，作为可以使用的喷射液体之一地采用了具有如下组分的记录液体进行记录：

      彩色墨水的组分(粘度2cp)

(C-1食品黑2)彩色	3wt％
		二甘醇	10wt％
硫二甘醇	5wt％
		乙醇	5wt％
水	77wt％

在喷液能力提高的情况下，墨水的喷射速率提高，使得可在极佳的提高液滴着纸点的精度的条件下获得记录图象。

(喷液头结构)

图19是一个用于表示根据本发明的喷液头的整个结构的分解透视图。

具有多个为其提供的加热件2的基板1设置在由铝或类似材料制成的支承件70上。设置支承活动件31的支承件34使得每个活动件分别在公用液室13侧面对每个加热件2的一半。进而，在其上方设置一个顶板50，顶板50上有许多用于形成流道10的槽以及一个公用液室13的凹槽。

(侧喷型)

这里，将对侧喷型喷液头加以描述，该喷液头具有在平行的表面上相互面对的加热件和喷嘴，对于这种喷液头，结合图1A至1F和图2所描述的原理同样适用。图20A和图20B是表示侧喷型喷液头的视图。

在图20A和图20B中，设置在基板1上的加热件2及形成于顶板50上的喷嘴18被设置成相互面对。喷嘴18与通过加热件2上方的流道10连通。在液体和加热件2接触的表面的区域附近，有气泡生成区。然后，两个活动件31以每一个位于相对于通过加热件中心的表面对称的平面内的形式支承在基板1上。活动件31的每个自由端在加热件2的上方相互面对。同时，每个活动件31具有相同的向加热件2凸出的区域，活动件31的每个自由端相互分开一个所需的距离。在这里，如果假定每个活动件被经过加热件中心的分隔壁隔开，则每个活动件自由端分别位于加热件中心的附近。

在顶板50设置的每个挡板64用于将活动件的移动限制在一定的范围内。在从公用液室13到喷嘴18的液流中，于上游侧设置了以挡板64为边界的低流道阻力区65，与流道10相比，该区具有较低的流道阻力。在这个区域65内，流道结构具有一个比流道10宽的部分，因此使得液体移动时所受阻力较小。

现将描述根据实施例的结构的特有功能和作用。

图20A表示充入气泡生成区11的液体的一部分被加热件2加热，随着薄膜沸腾气泡40生长到最大时的状态。这时，由于1气泡40生成时的压力的作用，流道10内的液体向喷嘴18方向移动，同时由于气泡40的生长，活动件31的每一个均被移动，使得喷射液滴66准备从喷嘴18飞射出去。在这里，流向公用液室13的液体经每个低流道阻力区65而变成大股液流。但是，当两个活动件31移动到接近或与每个挡板64接触时，任何进一步的移动均受到限制，因而，液体向公用液室13方向的移动也受到很大的限制。同时，气泡40向上游侧的生长也受到活动件31的限制。尽管如此，由于液体向上游侧的移动力很大，其生长受到每个活动件31限制的气泡40的一部分通过形成流道10的侧壁与活动件31的侧部之间的间隙被挤压到活动件的上表面侧。换句话说，形成了挤压气泡41。

当气泡40在这种薄膜沸腾后开始收缩时，液体流向上游方向的力仍然很大。从而每个活动件31仍然与挡板64接触。然后，气泡40的收缩的绝大部分使液体从喷嘴8向上游方向移动。因此，这时，弯液面被大幅度从喷嘴18中拉回流道10内，因而利用很强的力快速地把与喷射液滴66连接的液柱切断。从而作为留在喷嘴18外部液滴的星星点点的液滴变少了。

当气泡消失过程几乎结束时，每个活动件31的弹性力(恢复力)超过在每个低流道阻力区65内向上游方向的移动，每个活动件31向下的位移开始，然后，随着这一位移，在低流道阻力区65内向下游方向的液流也同时开始。与此同时，由于在低流道阻力区65内流向下游的液体具有较低的流道阻力，所以这一液流很快变成了流道10内通过每个挡板64部分的大股液流。图20B表示在气泡40消失过程中的液流，由参考标号A和B表示。液流A表示通过活动件31的上侧(面对加热件的表面)从公用液室13向喷嘴18流动的液体部分。液流B表示通过活动件31的两侧并在加热件2的上方流过的液体部分。

如上所述，根据本实施例，喷射液体由低流道阻力区65提供以便加快液体补充速率。同时，还因存在公用液室13而使流道阻力更低，公用液室被设置在每个低流道阻力区65的附近，从而使之可以更快地进行补液。

进而，在气泡40的消失过程中，挤压气泡41促使从每个低流道阻力区65向气泡生成区11的液流。然后，如前面所描述的，与弯液面被快速地从喷嘴18侧拉回的同时，气泡消失过程很快地结束了。在这里，特别是通过因挤压气泡41的存在所引起的液流而使气泡几乎不能滞留在活动件31上或滞留在流道10的拐角处。

(喷液装置)

图21是一个示意地表示具有结合图1A至图1F和图20A及图20B所示的喷液头结构的喷液装置结构的视图。对于本实施例，将具体地描述用墨水作为喷射液体的喷墨记录装置。喷液头盒安装在喷液装置的滑架HC上，在喷液头盒上可拆卸地安装有内装墨水的液槽单元90和喷液头单元200。滑架被设置成可在由记录介质传送机构传送的记录介质150如一张记录纸的宽度方向上往复运动。

当由驱动信号提供装置(未示出)向滑架上的喷液机构提供驱动信号，根据该驱动信号从喷液头向记录介质喷射记录液体。

同时，根据本实施例的喷液装置，还设有：用作驱动源的电机111，它用来驱动记录介质的传送装置和滑架；齿轮112、113，它们将从驱动源来的动力传给滑架；以及滑架轴115等。利用这种记录装置和用于这种记录装置的喷液方法，通过将液体喷射到各种记录介质上而可以获得记录物体的良好图象。

图22是一个利用本发明的喷液方法和喷液头的用于操作喷墨记录的装置主体的框图。

记录装置从主计算机300接收作为控制信号的打印信息。该打印信息暂保持在位于打印装置内的输入接口301上，同时，转换成可在记录装置中被处理的数据，这些数据被输入到CPU302中，CPU还起着提供喷液头驱动信号机构的作用。CPU302利用RAM304及其它外围设备根据存储在ROM303中的程序处理输入到CPU302中的数据，从而把它们转换成用于打印的数据(图象数据)

同时，CPU302产生用于驱动电机的驱动数据，驱动电机可以使记录介质和记录头与成象数据同步地移动以便将成象数据记录在记录介质的恰当的位置上。成象数据和电机驱动数据通过记录头驱动器307和电机驱动器305传递给记录头200和驱动电机306，从而它们分别被控制成定时驱动形成图象。

作为可用于上面所述的带有墨水或液体的记录装置的记录介质，有各种纸张和OHP片、可用于致密盘及装饰板的塑料材料、纺织布、铝、铜及其它金属材料、皮革材料如牛皮、猪皮或者人造革、木质材料如木料、竹子或陶瓷材料如瓷砖、海绵或其它三维结构以及其它一些材料。

同时作为上述记录装置的有：在各种纸张和OHP及类似材料上进行记录的印刷装置；用于在塑料材料上例如致密盘上进行记录的用于塑料的记录装置；用于向金属板进行记录的金属用记录装置；用于向皮革上进行记录的皮革用记录装置；用于向木材上记录的木材用记录装置；用于向陶瓷材料上进行记录的陶瓷用记录装置；向海绵上或某些其它三维网状结构上记录的装置。这里也包括向布或类似材料上进行记录的纺织印刷装置。

同时，作为用于每种喷液装置上的喷射液体，采用适于各记录介质和记录条件的液体就足够了。

Claims (115)

1、一种喷液头，包括：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有用于能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；一个活动件，它设置在所述气泡生成区内且用于随着所述气泡的生长而被移动；以及

一个用于将活动件限制所需的范围内的且同时利用气泡生成时的能量将所述液体从喷嘴中喷出的限制部，其中

所述限制部被设置成面对在所述流道内的所述气泡生成区并且随着所述位移的活动件与所述限制部的基本接触，具有所述气泡生成区的所述流道成为一个除喷嘴外基本上闭合的空间。

2、如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，所述加热件与所述喷嘴处于直线连通状态。

3、如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，所述活动件被设置成仅仅抑制气泡相对于流向所述喷嘴的液流来说向上游侧的生长。

4、如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，所述活动件设有自由端，所述自由端基本上位于气泡生成区中心部的上方。

5、如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，当所述活动件处于预备状态时，它以所述限制部为边界，所述流道在上游侧的流阻低于下游侧的流阻。

6、如权利要求4所述的喷液头，其特征在于，所述活动件与所述限制部的接触发生在所述自由端附近。

7、如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，所述限制部是通过使从活动件起在所述流道内的距离局部变小形成的。

8、如权利要求1所述的喷液头，其特征在于，所述喷嘴设置在所述加热件的上方。

9、如权利要求8所述的喷液头，其特征在于，为每个加热件形成了多个活动件，并且所述的多个活动件是相对于所述加热件的气泡生成中心对称地形成。

10、一种喷液头，包括：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有用于能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；一个活动件，它设置在所述气泡生成区内且用于随着所述气泡的生长被移动；以及

一个限制部，它用于将活动件限制所需的范围内且同时利用气泡生成时的能量将所述液体从喷嘴喷出，其中

连接从所述加热件在喷嘴侧的端部到中心部的范围的区域与所述喷嘴的中心部分处于直线连通状态，其中只能存在液体，当活动件处于预备状态时，所述活动件设置在面对气泡生成区的中心部，并且随着所述自由端与所述限制部的基本接触，通过产生在气泡生成区上游侧流道的最大流道阻力以一种基本上均匀的状态形成最大气泡在上游侧的部分。

11、如权利要求10所述的喷液头，其特征在于，所述活动件被设置成仅抑制气泡相对流向所述喷嘴的液流来说向上游侧的生长。

12、如权利要求10所述的喷液头，其特征在于，所述活动件设有自由端，所述自由端基本上设置在所述气泡生成区的中心部上。

13、如权利要求10所述的喷液头，其特征在于，当所述活动件处于预备状态时，它以所述限制部为界，在上游侧的所述流道的流阻低于在下游侧的流阻。

14、如权利要求10所述的喷液头，其特征在于，使所述活动件与所述限制部的接触发生在所述自由端附近。

15、如权利要求10所述的喷液头，其特征在于，所述限制部是通过从活动件起在所述流道内的距离局部变小形成的。

16、如权利要求10所述的喷液头，其特征在于，所述喷嘴设置在所述加热件的上方。

17、如权利要求16所述的喷液头，其特征在于，对于每个加热件形成多个所述活动件，同时所述多个活动件相对于所述加热件的气泡生成中心对称形成。

18、一种喷液头，包括：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有用于能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；一个活动件，它设置在所述气泡生成区内且用于随着所述气泡的生长被移动；以及一个限制部，它用于将活动件限制所需的范围内且同时利用气泡生成时的能量将所述液体从喷嘴中喷出，其中

所述限制部设置在所述流道中所述气泡生成区的上方，并设置气泡携载机构，其用于在所述气泡消失过程中通过在所述活动件与所述限制部之间的间隙中生成沿面对所述加热件的所述流道的液流，在所述流道中携载有气泡。

19、如权利要求18所述的喷液头，其特征在于，所述活动件被设置成仅抑制气泡在相对于流向所述喷嘴液流的上游方向的生长。

20、如权利要求18所述的喷液头，其特征在于，所述活动件设有自由端，所述自由端基本上位于气泡生成区的中心部分的上方。

21、如权利要求20所述的喷液头，其特征在于，所述活动件与所述限制部的接触位于所述自由端附近。

22、如权利要求18所述的喷液头，其特征在于，当所述活动件处于预备状态时，以所述限制部为界，所述流道的流阻在上游侧低于下游侧的流阻。

23、如权利要求18所述的喷液头，其特征在于，所述限制部是通过从活动件起在所述流道内的距离局部变小形成的。

24、一种喷液头，包括：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有用于能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；

一个活动件，它设置在所述气泡生成区内且用于随着所述气泡的生长被移动；

以及一个限制部，它用于将活动件限制所需的范围内且同时利用气泡生成时的能量将所述液体从喷嘴喷出，其中

随着所述活动件与所述限制部的基本接触，具有气泡生成区的所述流道变成除喷嘴之外的基本上闭合的空间，而当所述活动件打开所述基本闭合的空间时，液体流入所述气泡生成区，同时随着在所述喷嘴和所述加热件之间的消失，所述流入的液体与向加热件移动的液体汇合。

25、如权利要求24所述的喷液头，其特征在于，所述加热件与所述喷嘴处于直线连通状态。

26、如权利要求24所述的喷液头，其特征在于，所述活动件设置成仅抑制气泡相对于流向所述喷嘴的液流的上游方向的生长。

27、如权利要求24所述的喷液头，其特征在于，所述活动件设有自由端，所述自由端基本上设置在气泡生成区的中心部分的上方。

28、如权利要求24所述的喷液头，其特征在于，当活动件处于预备状态时，以所述限制部为界，所述流道在上游侧的流阻小于在下游侧的流阻。

29、如权利要求27所述的喷液头，其特征在于，所述活动件与所述限制部的接触且在自由端附近。

30、如权利要求24所述的喷液头，其特征在于，所述限制部是从活动件起在所述流道内的距离局部变小形成的。

31、如权利要求24所述的喷液头，其特征在于，所述喷嘴设置在所述加热件上方。

32、如权利要求31所述的喷液头，其特征在于，为每个加热件形成了多个所述活动件，所述多个活动件相对于所述加热件的发泡中心是对称形成的。

33、一种喷液头，包括：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有用于能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；

一个活动件，它设置在所述气泡生成区内且用于随着所述气泡的生长被移动；

以及一个限制部，它用于将活动件限制所需的范围内且同时利用气泡生成时的能量，将所述液体从喷嘴喷出，其中

设置初始移动装置以便独立于所述气泡的生长而移动所述活动件，同时所述限制部被设置成面对所述流道中的所述气泡生成区，随着所述活动件与所述限制部的基本接触，具有气泡生成区的所述流道变成除所述喷嘴外的基本上闭合的空间，而所述活动件打开所述基本上闭合的空间。

34、如权利要求33所述的喷液头，其特征在于，所述活动件被设置成仅抑制气泡相对于流向所述喷嘴的液流来说向上游侧的生长。

35、如权利要求33所述的喷液头，其特征在于，所述活动件设有自由端，所述自由端基本上位于所述气泡生成区的中心部分的上方。

36、如权利要求33所述的喷液头，其特征在于，当所述活动件处于预备状态时，以所述限制部为界，所述流道的流阻在上游侧低于下游侧。

37、如权利要求35所述的喷液头，其特征在于，所述活动件与所述限制部的接触位于所述自由端附近。

38、如权利要求33所述的喷液头，其特征在于，所述限制部是使从活动件起在所述流道内的距离局部变小形成的。

39、如权利要求33所述的喷液头，其特征在于，所述喷嘴被设置在所述加热件的上方。

40、如权利要求39所述的喷液头，其特征在于，对每一加热件形成多个所述活动件，所述多个活动件相对于所述加热件的气泡生成中心对称形成。

41、如权利要求33所述的喷液头，其特征在于，所述初始移动装置是形成于相对于液体供应方向而言比所述活动件向所述基片上的支点更上游侧的加热件。

42、如权利要求33所述的喷液头，其特征在于所述初始移动装置是形成于相对于液体供应方向而言比所述活动件向所述基片上的支点更上游侧的压电元件。

43、如权利要求33所述的喷液头，其特征在于，所述加热件和所述喷嘴处于直线连通状态。

44、一种喷液头，包括：

一个用于加热流道中的液体以便在所述液体中生成气泡的加热件；

一个与所述流道下游侧连通的喷嘴，它用于利用所述气泡生长而产生的压力喷射所述液体；

一个设置在所述流道内的活动件，以悬臂的方式支承其一端且其自由端位于所述喷嘴侧；

一个用于限制所述活动件移动的限制部，当所述活动件随着所述气泡的生长移动时，通过该限制部与所述活动件基本接触而将所述流道的上游侧基本封闭；以及

用于控制所述加热件的驱动的控制装置，其中

当液体连续地从所述同一个流道中被喷出时，在从接着上一次液体喷射的所述位移状态恢复时所述活动件的振动尚未完全稳定下来之前，于所述活动件向位移状态的方向移动的过程中，所述控制装置对所述加热件进行用于下一次喷射的驱动。

45、如权利要求44所述的喷液头，其特征在于，所述活动件与限制件相互基本接触地基本上闭合所述流道的上游侧，从而限制了所述液体向上游方向的移动及所述气泡的生长。

46、如权利要求44所述的喷液头，其特征在于，当所述活动件处于预备状态时，它以限制部为界，所述流道的流道阻力在所述喷嘴的反向侧较低。

47、如权利要求45所述的喷液头，其特征在于，当所述活动件处于预备状态时，它以限制部为界，所述流道的流道阻力在所述喷嘴的反向侧较低。

48、如权利要求44至47中任何一个所述的喷液头，其特征在于，所述加热件是一个电热转换元件，它由所述控制装置提供驱动脉冲。

49、一种喷液头，包括：

一个用于加热流道中的液体以便在所述液体中生成气泡的加热件；

一个与所述流道下游侧连通的喷嘴，它利用所述气泡生长而产生的压力喷射所述液体；

一个设置在所述流道内的活动件，以悬臂的方式支承其一端且其自由端位于所述喷嘴侧；

一个用于限制所述活动件移动的限制部，当所述活动件随着所述气泡的生长移动时，通过该限制部与所述活动件基本接触地将所述流道的上游侧基本封闭；以及

用于控制所述加热件的驱动的控制装置，其中

当液体连续地从所述同一个流道中被喷射时，在从接着上一次液体喷射的所述位移状态恢复时所述活动件的振动尚未完全稳定下来之前，于所述活动件向初始状态的方向移动的过程中，所述控制装置对所述加热件进行用于下一次喷射的驱动。

50、如权利要求49所述的喷液头，其特征在于，所述活动件与所述限制件相互基本接触地将所述流道的上游侧基本闭合，从而限制了所述液体向上游侧的移动和所述气泡的生长。

51、如权利要求49所述的喷液头，其特征在于，当活动件处于预备状态时，它以限制部为界，所述流道的流道阻力在所述喷嘴侧的对向侧较低。

52、如权利要求50所述的喷液头，其特征在于，当活动件处于预备状态时，它以限制部为界，所述流道的流道阻力在所述喷嘴侧的对向侧较低。

53、如权利要求49至52中任何一个所述的喷液头，其特征在于，所述加热件是一个电热转换元件，其由所述控制装置提供一个驱动脉冲。

54、一种喷液头，包括：

一个用于喷射液体的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有一个用于使液体生成气泡的气泡生成区的流道；

一个设置在所述流道中面对所述气泡生成区的活动件，该活动件具有一个在相对于朝向所述喷嘴方向的液流的下游侧的自由端；以及

一个设置在所述流道内上游侧端部附近或比面对所述气泡生成装置的气泡生成区的上游端更上游侧的流体控制部，用于控制从所述喷嘴向所述气泡生成区的液流，以及通过所述活动件随着气泡在气泡生成区的生长所发生的位移，所述活动件与所述流体控制部基本接触。

55、如权利要求54所述的喷液头，其特征在于，随着气泡的生长，所述活动件的所述自由端在与所述流体控制基本接触之后，以所述流体控制部作为弯曲点，可相对于基本接触部进一步移动。

56、如权利要求55所述的喷液头，其特征在于，所述流体控制部设置在所述活动件的中间部分，同时使之与所述活动件基本接触。

57、如权利要求54所述的喷液头，其特征在于，所述活动件的自由端位于所述气泡生成驱动中心区。

58、如权利要求55所述的喷液头，其特征在于，所述活动件的自由端位于所述气泡生成驱动中心区。

59、如权利要求56所述的喷液头，其特征在于，所述活动件的自由端位于所述气泡生成驱动中心区。

60、如权利要求54所述的喷液头，其特征在于，加热件设置在所述气泡生成区内以产生用于生成气泡的热量。

61、如权利要求55所述的喷液头，其特征在于，加热件设置在所述气泡生成区内以产生用于生成气泡的热量。

62、如权利要求56所述的喷液头，其特征在于，加热件设置在所述气泡生成区内以产生用于生成气泡的热量。

63、如权利要求57所述的喷液头，其特征在于，加热件设置在所述气泡生成区内以产生用于生成气泡的热量。

64、如权利要求58所述的喷液头，其特征在于，加热件设置在所述气泡生成区内以产生用于生成气泡的热量。

65、如权利要求59所述的喷液头，其特征在于，加热件设置在所述气泡生成区内以产生用于生成气泡的热量。

66、一种喷液方法，采用具有下述部分的喷液头：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有用于能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；

一个活动件，它设置在所述气泡生成区内且用于随着所述气泡的生长被移动；

以及一个限制部，它用于将活动件限制所需的范围内且同时利用气泡生成时的能量将所述液体从喷嘴喷出，

该方法包括以下步骤：

在所述气泡生长到最大之前，令所述活动件与所述限制部接触，使得具有所述气泡生成区的流道成为除所述喷嘴之外基本上闭合的空间。

67、如权利要求66所述的喷液方法，进一步包括下述步骤：

在所述活动件与所述限制部基本接触之后，在由于液体向所述上游方向的移动及气泡的生长而受到一个指向上游方向的力之后，开始所述气泡的消失过程。

68、如权利要求66所述的喷液方法，进一步包括下述步骤：

当所述活动件仍然与所述限制部基本接触时，使气泡收缩。

69、如权利要求68所述的喷液方法，其特征在于，在所述活动件仍与所述限制部基本上接触收缩所述气泡的步骤中，液体随着气泡的所述收缩的移动主要是从所述喷嘴指向上游，以便将弯液面快速地拉回所述喷嘴中。

70、如权利要求68所述的喷液方法，其特征在于，在所述气泡收缩过程中，使所述活动件脱离所述限制部，以便在气泡生成区内产生向下游方向的液流，从而陡然中断所述弯液面的回拉。

71、一种喷液方法，利用具有下述部分的喷液头：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；以及

一个与所述喷嘴连通并具有能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；以及

利用气泡生成时的能量使所述液体从所述喷嘴喷出，

该方法包括以下步骤：

通过外加所述热能在所述液体内生成所述气泡以液柱状态将所述液体从所述喷嘴喷出；

使得在所述液柱被分离开来之前，在气泡消失的早期阶段，向所述气泡生成区移动的液体量在下游侧大于气泡生成区中的上游侧；以及

将弯液面拉向所述喷嘴以将所述液柱分离，用于形成液滴。

72、一种喷液方法，采用具有下述部分的喷液头：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有用于能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；

一个活动件，它设置在所述气泡生成区内且用于随着所述气泡的生长被移动；

以及一个限制部，它用于将活动件限制所需的范围内且同时利用气泡生成时的能量，将所述液体从喷嘴喷出，其中，

连接从喷嘴侧端到中心部的区域与所述喷嘴的中心处于直线连通状态，在这种状态只能存在液体，当所述活动件处于预备状态时，所述活动件具有位于面对气泡生成区中心部的自由端，随着所述自由端基本上与所述限制部接触，在流道中的上游侧形成最大流道阻力，以便在最大气泡部分位于上游侧的状态基本上均匀地喷射所述液体。

73、如权利要求72所述的喷液方法，进一步包括下述步骤：

在所述活动件与所述限制部基本接触之后，由于液体向所述上游方向的移动及气泡的生长，于接受到一个向上游方向拉的应力之后开始所述气泡的消失。

74、如权利要求72所述的喷液方法，进一步包括下述步骤：

在所述活动件仍与所述限制部基本接触的同时收缩所述气泡。

75、如权利要求74所述喷液方法，其特征在于，在所述活动件仍与所述限制部基本接触的同时收缩所述气泡的步骤中，随着气泡收缩的液体流动主要从所述喷嘴指向上游方向，从而将弯液面快速地拉入所述喷嘴中。

76、如权利要求75所述喷液方法，其特征在于，在所述气泡收缩过程中，使所述活动件从所述限制部脱离以便在所述气泡生成区中产生向下游方向的液流，用于陡然打断弯液面的所述拉回。

77、一种喷液方法，采用具有下述部分的喷液头：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有用于能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；

一个活动件，它设置在所述气泡生成区内且用于随着所述气泡的生长被移动；

以及一个限制部，它用于将活动件限制所需的范围内且同时利用气泡生成时的能量将所述液体从喷嘴中喷出，以及

所述限制部在所述流道中设置在所述气泡生成区的上方，

该方法包括以下步骤：

在消失所述气泡时，生成从所述活动件与所述限制件之间的间隙沿着面对所述加热件的平面流动的液流在所述流道中移动气泡。

78、一种喷液方法，采用具有下述部分的喷液头：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有用于能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；

一个活动件，它设置在所述气泡生成区内且用于随着所述气泡的生长被移动；

以及一个限制部，它用于将活动件限制所需的范围内且同时利用气泡生成时的能量将所述液体从喷嘴中喷出，

该方法包括以下步骤：

在所述气泡生长到最大之前，当所述活动件与所述限制部基本接触时，在具有气泡生成区的所述流道内形成除喷嘴之外的基本闭合的空间；

当所述活动件打开基本闭合的空间时，使液体流入所述气泡生成区；

以及使所述流入的液流与随着所述喷嘴与所述加热件之间的区域内的气泡的消失向加热件侧移动的液流汇合。

79、如权利要求78所述的喷液方法，进一步包括以下步骤：

在所述活动件与所述限制部基本接触之后，随着液体向所述上游方向的移动和气泡的生长，在受到一个向上游方向拉的形式的力之后，开始所述的气泡的消失。

80、如权利要求78所述的喷液方法，进一步包括以下步骤：

在活动件仍然与所述限制部基本接触的同时，使所述气泡收缩。

81、如权利要求80所述的喷液方法，其特征在于，在所述活动件仍与所述限制部基本接触的同时收缩所述气泡的步骤中，随着气泡收缩的液体流动主要从所述喷嘴指向上游方向以便将弯液面快速地拉回到所述喷嘴中。

82、如权利要求81所述的喷液方法，其特征在于，在所述气泡收缩过程中，使活动件脱离所述限制部以便在所述气泡生成区内产生向下游方向的液流以便陡然打断弯液面的所述回拉。

83、一种喷液方法，采用包括下述部分的喷液头：

一个用以产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个形成喷液部分的喷嘴；以及

一个与所述喷嘴连通并具有使液体生成气泡的气泡生成区，以及

利用气泡生成时的能量将所述液体从所述喷嘴中喷出，该方法包括以下步骤：

使随着所述气泡的消失从所述喷嘴侧向所述加热件移动的液流与从所述加热件的上游侧向所述喷嘴侧学所述喷嘴与所述加热件之间移动的流体汇合。

84一种喷液方法，采用具有下述部分的喷液头：

一个用于产生热能以便在液体中生成气泡的加热件；

一个构成一个喷液部分的喷嘴；

一个与所述喷嘴连通并具有用于能使液体生成气泡的气泡生成区的流道；

一个活动件，它设置在所述气泡生成区内且用于随着所述气泡的生长被移动；

一个限制部，它用于将活动件限制所需的范围内且同时利用气泡生成时的能量将所述液体从喷嘴喷出，

该方法包括以下步骤；

为所述喷液头设置初始移动装置，用于使所述活动件独立于气泡的生长而移动，同时利用所述初始移动装置在气泡的所述生成之前移动所述活动件；

在所述气泡生长到最大之前令所述活动件与所述限制部接触，使得具有所述气泡生成的流道成为除喷嘴之外的基本上闭合的空间。

85、如权利要求84所述的喷液方法，进一步包括以下步骤：

在所述活动件基本上与所述限制部接触之后，由于液体向所述上游方向的移动和气泡的生长，在接受到一个向上游方向的形式的应力之后开始所述气泡的消失过程。

86、如权利要求84所述的喷液方法，进一步包括以下步骤：

在所述活动件仍与所述限制部基本接触时，使所述气泡收缩。

87、如权利要求86所述的喷液方法，其特征在于，在所述活动件仍与所述限制部基本接触收缩所述气泡的步骤中，随着气泡收缩的液体流动主要从所述喷嘴的指向上游方向以便将弯液面迅速地拉回到所述喷嘴中。

88、如权利要求87所述的喷液方法，其特征在于，在所述气泡收缩过程中，使所述活动件脱离所述限制部以便在所述气泡生成区内产生向下游方向的液流用于陡然地打断将弯液面的所述回拉。

89、一种喷液方法，包括以下步骤：

在液体通路内加热液体以便在所述液体内生成气泡使其在其中生长；

随着气泡的所述生长，使其一端以悬臂方式支承的活动件在所述流道中从其初始状态移动；

当所述气泡具有最大体积时，利用所述活动件关闭所述流道的上游侧，并利用随着气泡的所述生长的压力将所述液体从所述喷嘴喷出；以及

在液体的所述喷射之后，随着所述气泡的消失，使所述活动件从位移后的状态恢复到所述初始状态，其特征在于，

当液体是从所述同一个流道连续地被喷射时，在所述活动件于从紧接着上一次喷液恢复时，于所述活动件的振动尚未完全稳定下来之前，在所述活动件向位移的状态方向移动的过程中，开始驱动所述加热件以便进行下一次喷液。

90、如权利要求89所述的喷液方法，其特征在于，通过将所述流道的上游侧基本上封闭来调节所述液体向上游侧的移动和气泡向上游方向的生长。

91、如权利要求89所述的喷液方法，其特征在于，所述活动件的自由端基本上位于所述流道内气泡生成区的上方，而当所述活动件移动时，所述自由端与设置在所述流道内的限制部基本接触以便基本上封闭所述流道的上游侧。

92、如权利要求90所述的喷液方法，所述活动件的自由端基本上位于所述流道内气泡生成区的上方，而当所述活动件移动时，所述自由端与设置在所述流道内的限制部基本接触以便基本上封闭所述流道的上游侧。

93、如权利要求89至92中任何一个所述的喷液方法，其特征在于，加热件设置在所述流道中，同时驱动所述加热件以便加热所述液体。

94、如权利要求92所述的喷液方法，其特征在于，所述加热件是电热转换器件，所述电热转换器件被提供驱动脉冲以加热所述液体。

95、如权利要求89至94中任何一个所述的喷液方法，其特征在于，在从所述气泡的消失开始的一个特定的时间期间内，所述活动件和所述限制件保持接触。

96、一种喷液方法，包括以下步骤：

在流道内加热液体以便在所述流道内生成气泡并使之生长；

随着所述气泡的生长，在流道内从初始状态移动以悬臂方式支承其一端的一个活动件；

当所述气泡具有最大体积时，用所述活动件封闭所述流道的上游侧，同时利用随着气泡生长产生的压力将所述液体从所述喷嘴喷射出去；

以及在喷射所述液体之后，随着所述气泡的消失将所述活动件从位移状态恢复到所述初始状态，其特征在于，

当液体被从所述同一个流道连续地被喷射出去时，接着上一次的液体喷射，所述活动件在从所述位移状态恢复的过程中，在所述活动件的振动尚未完全稳定下来之前，在所述活动件向初始状态方向移动的过程中，开始驱动所述加热件以便进行下一次液体喷射。

97、如权利要求96所述的方法，其特征在于，通过利用所述活动件基本上封闭所述流道的上游侧限制向上游方向的所述液体的移动和气泡的所述生长。

98、如权利要求96所述的方法，其特征在于，所述活动件的自由端基本上位于所述流道中气泡生成区中心部分的上方，而当所述活动件移动时，所述自由端与设置的所述流道中的限制部基本接触以基本上封闭所述流道的上游侧。

99、如权利要求97所述的方法，其特征在于，所述活动件的自由端基本上位于所述流道中气泡生成区中心部分的上方，而当所述活动件移动时，所述自由端与设置的所述流道中的限制部基本接触以基本上封闭所述流道的上游侧。

100、如权利要求96所述的方法，其特征在于，加热件设置在所述流道中，驱动所述加热件以便加热所述液体。

101、如权利要求97所述的方法，其特征在于，加热件设置在所述流道中，驱动所述加热件以便加热所述液体。

102、如权利要求98所述的方法，其特征在于，加热件设置在所述流道中，驱动所述加热件以边加热所述液体。

103如权利要求99所述的方法，其特征在于，加热件设置在所述流道中，驱动所述加热件以便加热所述液体。

104、如权利要求100所述的喷液方法，其特征在于，所述加热件是电热转换元件，对所述电热转换元件提供驱动脉冲以加热所述液体。

105、如权利要求101所述的喷液方法，其特征在于，所述加热件是电热转换元件件，对所述电热转换元件提供驱动脉冲以加热所述液体。

106、如权利要求102所述的喷液方法，其特征在于，所述加热件是电热转换元件，对所述电热转换元件提供驱动脉冲以加热所述液体。

107、如权利要求103所述的喷液方法，其特征在于，所述加热件是电热转换元件，对所述电热转换元件提供驱动脉冲以加热所述液体。

108、如权利要求104所述的喷液方法，其特征在于，所述加热件是电热转换元件，对所述电热转换元件提供驱动脉冲以加热所述液体。

109、如权利要求96至108任何一个所述的喷液方法，其特征在于，在从所述气泡的消失开始起的一个特定时间期间内，所述活动件与所述限制件保持接触。

110、一种喷液方法，包括以下步骤：

采用权利要求54至65任何一个所述的喷液头；以及

当所述活动件脱离开所述流体控制部时，在气泡消失过程中，将所述流体控制部上游侧的液流分散。

111、如权利要求110所述的喷液方法，其特征在于，在所述活动件与所述流体控制部基本接触之后，在气泡生长过程中使所述活动件的自由端以所述流体控制部为弯曲点，相对于基本接触部移动得更远。

112、如权利要求110所述的喷液方法，还进一步包括以下步骤：

在气泡消失后，将所述活动件在所述气泡生成区侧移动得超过初始状态。

113、如权利要求111所述的喷液方法，进一步包括以下步骤：

在气泡消失后，将所述活动件在所述气泡生成区侧移动得超过初始状态。

114、一种喷液装置，包括：

一个如权利要求1至65任何一个所述的喷液头；以及

携载记录介质的装置，它用于携载从所述喷液头接受喷射的液体的记录介质。

115、如权利要求114所述的喷液装置，其特征在于，记录从通过从所述喷射墨水进行的，以便使所述墨水粘附在所述记录介质上。

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