带有活动件的液体喷射方法

专利名称：带有活动件的液体喷射方法
技术领域：
本发明涉及利用生成液泡喷射所需液体的液体喷头，采用该液体喷头的喷头盒，液体喷射装置，液体喷射方法，记录方法和在喷射方法中使用的喷头。
更具体地说，本发明涉及利用带有活动件的液体喷头的液体喷射方法和记录方法，可利用生成液泡来改变该活动件的位置。
本发明可用于装备如打印机，复印机，具有通信系统的传真机，具有打印部分或类似部分的字处理装置和带有一个或多个各种处理装置的工业记录装置，可在记录媒体如纸，线，纤维，织物，皮革，金属，塑料件，玻璃，木材，陶瓷件等上实现这种工业记录。
在这个说明书中，“记录”指的不仅是形成具有特定含义的字母，图或与它们类似的图象，而且形成没有特定含义的图形的图象。
在一种惯常公知的喷墨记录方法中，改变油墨的状态使油墨的瞬时体积发生变化(生成液泡)，利用状态改变所产生的作用力通过喷出口喷射油墨，这样，油墨便沉积在记录媒体上，在其上形成图象。例如，如在US4,723,129中所公开的那样，利用这种记录方法的记录装置通常包括喷射油墨的喷出口，与喷出口流体连通的油墨流道和位于油墨流道内用于喷射油墨的作为能量产生装置的电热转换器。
采用这种记录方法，可高速和低噪音的记录高质量的图象，并可在实现这种记录方法的喷射头中高密度地设置这种喷射油墨的喷出口。因此，该记录方法具有很多优点例如，尺寸小的装置可获得高清晰度的记录图象，且可易于获得彩色图象。因此，现在该记录方法广泛用于打印机，复印机，传真机或其它办公设备，甚至用于工业系统中，如织物印染装置或类似装置。
随着在产品中广泛推广使用喷射技术，近年来如下所述的各种要求正在增加。
例如，为了满足提高能量利用率的要求而进行研究的一个实例是选择最佳的热产生元件，如调节保护膜的厚度。该技术对提高将产生的热转移给液体的效率是有效的。
为了提供高质量的图象，提出了在高速喷射油墨和稳定的产生液泡的前提下实现该液体喷射方法或能进行良好的喷射油墨的类似方法的动力条件。从高速记录的观点出发，提出了改善流道结构，以便得到具有将所要喷射的液体高速地充入(再充入)液体流道的液体喷头。
关于液体流道的结构，日本公开专利申请63-199972出版物或类似的文献描述如

图1A和1B所示的流道结构。在该出版物中所描述的流道结构和喷头的制造方法涉及该已完成的发明，其中提到随生成液泡而发生的反向液流(即与向着喷出口的方向相反方向上的压力，该压力是指向液体室12的压力)。该反向液流被认为是损失的能量，因为它不是在喷射方向上的能量。
在图1A和1B中所示的该发明公开一个阀10，阀10相对热产生元件2位于喷出口11的相反侧并离开由热产生元件2形成的液泡产生区域。
在图1B中所示的这个阀10是利用板件或类似件的制造方法制造的。阀10处于起始位置时附着在流道3的顶上，产生液泡时则降到流道3内。该发明是作为通过用阀10控制一部分反向液流来消除能量损失的发明而公开的。
然而，正如对在流道3内部产生液泡来维持在该结构中的液体喷射的研究所发现的那样，用阀10控制一部分反向液流对喷射液体来说是不切实际的。
反向液流本身与喷射本来没有直接联系。这正如前面所研究的那样。如图1B所示，在流道3内出现反向液流的区域，与由液泡引起的喷射直接有关的压力已用于从流道3喷射液体。因此控制反向流液，更确切地说控制一部分反向液流显然不能得到大的喷射效果。
另一方面，在利用由热产生元件产生的液泡的液泡喷射记录方法中，热产生元件与墨液接触，加热重复进行被烧焦的墨水沉积在热产生元件的表面上。与墨水的种类有关，会形成大量的沉积，这会使在良好情况下喷射墨水的工作变得困难。已要求得到很好地喷射液体的方法，采用这种方法，即使所要喷射的液体是一种受热易于变质的液体或是一种不易产生足够的液泡的液体，也不改变所要喷射的液体的性质。
从这个观点出发，又提出用不同种类的液体的喷射方法，一种液体(液泡产生液体)用于在受热后产生液泡，一种液体(喷射的液体)是所要喷射液体，在产生液泡时将压力转移给喷射液体，从而喷出喷射液体，例如，该方法公开在日本专利申请公开61-69467和55-81172，US4480259等文献中。在这些文献中，用柔性膜如硅橡胶膜将作为喷射液体的墨水与液泡产生液体很好地分开，以使喷射液体不直接接触热产生元件，并通过柔性膜的变形将在液泡产生液体中产生液泡时的压力转递给喷射液体。采用这种结构，该方法可达到防止墨水沉积在热产生元件表面上，自由地选择喷射液体等目的。
本发明提供一种能够获得基本喷射特性的新颖喷射方法，采用原有的传统方法，喷射作为在液体流道内形成液泡(具体地说，由沸腾的液膜产生的液泡)的液体，根本不能获得这些基本喷射特性。
本发明提供一种液体喷射状态，该状态完全受喷出口部分中的扩散要素的有效控制，这是采用传统的液体喷射方法所不能解决的，且该状态能获得极优的喷射效果。尤其是本发明通过制造多个喷出口部分来提供对扩散要素有效的液体喷射方法。
此外，本发明还提供一种能够较确实和较可靠地实现本发明的喷射方法的液体喷头。
本发明的这种喷头是一种建立在新的论点上的通过在技术上发展在先前的申请中所达到的知识所获得的喷头。下面是对该先前的申请的概述。
如在先前的申请中所公开的那样，在流道内有一个活动件，该活动件可转动的自由端位于喷出口侧，即位于下游侧。此外，该活动件朝着一热产生元件或液泡产生区域。这就产生了液泡绝对受这种结构控制的全新的技术。
其次发现，考虑液泡本身给予喷射的能量，显著地改善喷射特性的最大的要素是考虑液泡的下游变大部分。即也已清楚的说，通过有效地使液泡的下游变大部分与喷射方向对准，可改善喷射性能和喷射流量。与传统的技术水平相比，这使本发明的一些发明人达到相当高的技术水平，液泡的下游变大部分必定移到活动件的自由端侧。
此外发现最好还要考虑结构要素，如与液泡在其产生的加热区内的下游侧的变大有关的活动件，液体流道等，例如，在从穿过液体流动方向上的电热转换器区域的中心的中心线开始的下游侧或在从促使液泡产生的表面区域的中心开始的下游侧与液泡变大有关的活动件，液体流道等。
还发现考虑活动件的位置和供液流道的结构，可大大提高再充液流量。
具体地说，本发明得以完成是注意到在制造喷出口结构时与扩散要素有关的在喷射状态下所发生的各种情况。于是本发明的发明人由于考虑活动件的偏转角度和将活动件的转动部位和喷出口的中心轴线与喷出口部分和液体流道连接的面(连接面)的交点相连的线的角度间的关系而带来的液体喷射性能的进一步提高，且由于采用划时代的液体喷射方法和先前的申请的原理，终于获得了使喷射状态稳定的划时代的技术。
本发明的主要目的如下。
本发明的第一个目的是提供能够获得较稳定的喷射状态的液体喷射方法，液体喷头等等。这是通过将两个角度间的关系保持在一个预定的值域内而实现的，其中，一个角度是将活动件的转动部位和喷出口的中心轴线与喷出口部分和液体流道相连的面的交点相连的轴线相对活动件的基准面所夹的角度，另一个角度是具有用于控制所产生的液泡的自由端的活动件相对活动件的基准面作最大偏转所夹的角度。
本发明的第二个目的是提供能够除第一个目的外在改善喷射性能和提高喷射力时降低热产生元件上面的液体中的热量并通过减少热产生元件上面的残留液泡能够进行很好的液体喷射的液体喷射方法，液体喷头等等。
本发明的第三个目的是提供利用活动件的阀功能通过消除由于反向液流在与供液方向相反方向上作用的内力来提高再充入频率和印刷速度等并能减少新月形的后退量的液体喷头。
另外，本发明的第四个目的是提供减小在热产生元件上的沉积物，能够扩大喷射液体的应用范围，并能明显地显示出高的喷射性能和喷射力的液体喷射方法，液体喷头等等。
本发明的第五个目的是提供可增大选择所要喷射的液体的自由度的液体喷射方法，液体喷头等等。
实现本发明的上述目的的技术方案如下。
按照本发明的一个方面，提供一种用于喷射一种液体的液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射该液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体相通的液体流道，一个用于在液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°在该关系中，θM是该活动件相对该基准面绕转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
按照本发明的另一方面，提供一种液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射一种液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的第一液体流道，一个具有一个液泡产生区域的第二液体流道，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在该液泡产生区域产生液泡，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
按照本发明的另一方面，提供一种用于喷射一种液体的液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射该液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中，满足关系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
按照本发明的另一方面，提供一种液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射一种液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的第一液体流通，一个具有一个液泡产生区域的第二液体流通，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在该液泡产生区域产生液泡，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，
其中满足关系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
按照本发明的另一方面，提供一种用于喷射一种液体的液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射该液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中，满足关系式θM≤2θE＋5°在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角，它不小于将该转动部位和该喷出口部分的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
按照本发明的另一方面，提供一种用于喷射一种液体的液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射该液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角，它不小于将该转动部位和该喷出口部分的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
按照本发明的另一方面，提供一种用于喷射一种液体的液体喷头，包括一个具有一个用于喷射该液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流通，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，当在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便排放该液体时，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°，在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
按照本发明的另一方面，提供一种液体喷头，包括一个具有一个用于喷射一种液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的第一液体流道，一个具有一个液泡产生区域的第二液体流道，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，当在该液泡产生区域内产生液泡并在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便排放该液体时，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°，在该关系式中，QM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
按照本发明的另一方面，提供一种用于喷射一种液体的液体喷头，包括一个具有一个用于喷射该液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，当在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便排放该液体时，满足关系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°
在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
按照本发明的另一方面，提供一种液体喷头，包括一个具有一个用于喷射一种液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的第一液体流道，一个具有一个液泡产生区域的第二液体流道，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，当在该液泡产生区域内产生液泡并在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便排放该液体时，满足关系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°，在该关系中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该注牯部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
按照本发明的另一方面，提供一种用于喷射一种液体的液体喷头，包括一个具有一个用于喷射该液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的流体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，当在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便排放该液体时，满足关系式θM≤2θE＋5°在该关系中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角，它不小于将该转动部位和该喷出口部分的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
按照本发明的另一方面，提供一种用于喷射一种液体的液体喷头，包括一个具有一个用于喷射该液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，当在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便排放液体时，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角，它不小于将该转动部位和该喷出口部分的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
按照本发明的另一方面，提供一种具有上述任一方面所述的液体喷头和用于供给从液体喷头喷射液体的驱动信号的驱动信号供给装置的液体喷射装置。
按照本发明的另一方面，提供一种具有上述任一方面所述的液体喷头和用于输送接受从液体喷头喷射的液体的记录媒体的记录媒体输送装置。
按照本发明，当产生的液泡使用于控制所产生的液泡的活动件作最大偏转时，根据将活动件的转动部位和喷出口的中心轴线或面的中心轴线与喷出口部分和液体流道相连的面的交点相连的线相对基准面所夹的角度，恰当的限定活动件的最大偏转角度，就能够使喷射状态稳定。
此外，基于全新喷射原理的本发明的液体喷射方法，喷头等能够在产生液泡和由此而来的活动件偏转间取得最佳协同效果，因此可有效地喷射喷出口附近的液体，从而与传统的喷射方法，喷头等相比，可改善喷射性能。例如本发明的优选形式可将综合喷射性能提高两倍或两倍以上。
采用具有本发明的技术特征的结构，即使在低温低湿条件下进行长期存入，也可防止喷射故障，或即使出现喷射故障，只要进行复原处理，例如预喷射或抽吸复原，喷头也能即刻恢复正常状态。
具体地说，在长期存放条件下，使具有六十四个喷出口的传统喷墨方法的喷头中的几乎所有喷出口出现喷射故障，本发明的喷头只有约一半或不到一半的喷出口出现喷射故障。为了通过预喷射来复原这些喷出口，对于传统喷头中的每个喷出口，需要进行几千次的预喷射，而进行一百次左右的预喷射就足以复原本发明的喷头。这意味着本发明可缩短复原时间，减少复原的液体损失，从而大大降低操作成本。
尤其是，用于改善本发明的再充入特性的结构在连续喷射时可获得高的响应性，液泡稳定地变大，稳定的液滴和基于高速液体喷射的可实现的高速记录或高质量的记录。
阅读对实施例的描述会理解本发明的其它效果。
该说明书中，术语“上游”和“下游”是根据从液体供给源经液泡产生区域(或活动件)流到喷出口的总液流定义的，并将其表示为与该结构的方向相同的方向。
此外，液泡本身的“下游侧”部分表示液泡的喷出口侧的部分，它的直接功能主要是喷射一滴液。确切地说，它指的是在上述流动方向上或在相对于液泡的中心的上述结构的方向上的液泡的下游部分，或指的是在离开热产生元件的区域的中心的下游侧出现的液泡。
在该说明书中，一种“基本密封”状态一般是指以这种程度密封的状态，即，当液泡产生时，在活动件运动之前液泡不会从活动件周围的缝中跑出来。
在该说明书中，“隔墙”从广义上讲是指，插进去用来将与喷出口直接液体流通的区域与液泡产生区域分开的壁(它可以包括活动件)，狭义上更精确地是指用来将包括液泡产生区域的液流通道与和喷出口直接液体流通的液流通道相分开，因而防止在相应的液流通道内的液体相混合的壁。
在该说明书中，一个活动件的“自由端部分”是指一个包括自由端的部分，它是活动件的下游侧端，和邻近区域，也包括邻近活动件的下游角的部分。
此外，活动件的“自由端区域”是指在活动件下游侧端的自由端本身，包括自由端的侧端的一个区域，或者包括自由端和侧端的区域。
进一步，这里所述的活动件的“转动部位”是指活动件的偏转部分和基本上不偏转部分之间的分界部位；例如，在活动件是由在隔墙上的一条缝形成的情况下，它与缝切口的端部相一致，它是活动件的根部部位。
另外，这里所述的“基准面”是指没有外力作用时，包括保持在自然状态的没有偏转的活动件31的平面。这基本上与这样定义的基准面是相同的，即，一个包括活动件的转动部位和连接从转动部位的下游侧延伸到喷出口的隔墙和从与之相对的上游延伸的隔墙的平面。假如活动件是变形的，后者可以作为基准面。
此外，这里所述的活动件的“偏转角度”是指围绕转动部位的转动中心的，当活动件偏转时，连接上述转动部位与自由端的连线相对于前述的基准面的基准之间的角度。特别地，这个偏转角度的最大值被定义为最大偏转角θM。
另外，“喷出口的中心轴”指的是圆柱形喷出口部分的圆柱的旋转轴或者是一条连接在液流通道侧(喷出口18)的喷出口部分的孔的圆心与在外表面(前面)侧的喷出口部分的圆心的连线。
假如喷出口部分不是圆的，这个“喷出口中心轴”或“喷出口区域中心轴”被定义为一条连接在液流通道侧的区域的中心与在前面侧的区域中心的连线。
图1A和1B是传统的液体喷头的透视图和传统的液体喷头的液流通道的剖视图；图2A、2B、2C和2D是适合于本发明的液体喷头的一个实施例的示意剖视图；图3是适合于本发明的一个液体喷头的部分断面投影图；图4是从传统的头中的一个液泡压力传播的示意图；图5是从适合于本发明的头中的一个液泡压力传播的示意图；图6适合于本发明的喷射原理的液流示意图；图7是按照本发明的一个实施例的液体喷头的部分断面剖视图；图8是适合于本发明的液体喷头的部分断面透视图；图9A、9B和9C表示热量产生元件与活动件之间的位置关系；图10是一个示意图，表示θM和θE之间关系的第一个实施例图11是表示θM和θE之间关系的第二个实施例的示意图；图12是表示θM和θE之间关系的第三个实施例的示意图；图13是表示θM和θE之间关系的第四个实施例的示意图；图14A和14B是一个活动件的操作的图解表示；图15A、15B和15C是活动件的其它形状的图解表示；图16是表示本发明中能满足角度条件的顶部挡块的一个实施例的示意图；图17A和17B是按照本发明的一个实施例的液体喷头的纵向截面剖视图；图18是起动脉冲形状示意图；图19是本发明一个实施例中一个液体喷头的供应通道剖视图；图20是本发明的一个实施例中的一个头的部件分解透视图；图21是一个液体喷头盒的分解透视图；图22是一个液体喷射装置的图解实例；图23是一个装置的方框图；图24是液体喷射记录系统的示意图；以及图25是一个喷头盒的示意图。
(原理的描述)适用于本发明的喷射原理将按图作解释。
图2A到2D是一个液体喷头的剖面示意图，该图沿着液流通道方向切下，图3是该液体喷头的部分断面透视图。
图2A到2D中的这个液体喷头包括一个基层1，一个热产生元件2(外形是图3中的40μm×105μm的热产生电阻器)，该元件2作为一个喷射能量产生元件用来给液体供应热能以便喷射该液体，该元件2安装在基层1上，以及一个液流通道10，该通道10在基层上形成并与热产生元件2相对应。该液流通道10与一个喷出口18和一个普通液室13的液体相通用来给象液流通道10这样的多个通道供应液体，以便这一液流通道10接收的液体数量与通过喷出口从普通液室13喷出的液体数量相同。
位于基层之上并在液流通道10中的呈平板状并有一扁平部分的活动件31呈悬臂状，并由有弹性的材料如金属制成，以便朝向上面提到的热产生元件2。活动件的一头固定在基础34(支撑件)上或者固定到在液流通道10的壁上或在基层上装有光敏松香型板的类似件上。这一结构支撑该活动件并构成一个转动件(转动部位)33。
这个活动件31在通过活动件31从普通液室13流向喷出口18的大的液流的上游侧有一个通过液体的喷射操作而引起的转动件(转动部位固定端)，在下游部分还有一个与这一转动件33相对应的自由端。活动件31是这样放置的，即它相对于热产生元件2有一个大约15μm的间隙以便盖住这个热产生元件2。一个液泡产生区域在热产生元件与活动件之间形成。这一热产生元件与活动件的类型、外形和位置不限于上面描述的那样，但是只要外形和位置适合于控制液泡的增长就可以任意改变它们，压力的传播下面讨论。为了后面讨论的液体流动描述方便起见，描述的液流通道10由活动件31分成两个区域，即，直接与喷出口18相通的第一液流通道14和具有一个液泡产生区域11和液体供应通道12的第二液流通道16。
加热热产生元件2，热量加在活动件31和热量产生元件2之间的液泡产生区域中的液体上，从而液泡在液体中象美国专利号为4723129中详细描述的那样由薄膜沸腾现象产生。通过液泡的产生增大的液泡和压力主要作用在活动件上，以便活动件31在喷出口侧围绕转动部位33可偏转地大大打开，正如在图2B和2C或图3中描述的一样。活动件31的偏转或偏转状态导引随着向着喷射出口的液泡的产生而增长的液泡本身的增长或压力的传播。
这里，将对适合于本发明的基本喷射原理之一作出解释。本发明中的最重要原理之一是借助液泡的压力或液泡本身，面对液泡的活动件从呈稳定状态的第一位置偏转到呈偏转后状态的第二位置，这样偏转的活动件31导引液泡本身或者由液泡向着具有喷出口18的下游侧产生的压力。
这一原理通过对显示本发明的图5和显示使用没有活动件的传统液流通道结构的示意图4的比较将作解释。这里，vA代表指向喷出口的压力传播的方向，而VB代表指向上游的压力传播方向。
如图4所示的传统头没有用来调节由产生的液泡40形成的压力传播方向的结构。这样，液泡40的压力沿如V1-V8所示的垂直于液泡表面的各种方向传播。在这些压力中，具有沿对液体喷射最有效的VA方向的压力传播方向的压力是那些具有在液泡上比大约另一半更靠近喷出口的压力传播方向的那些压力，即，V1-V4，这些是直接对液体喷射效率、液体喷射力、液体喷射速度等做贡献的一个重要部分。更进一步，V1有效地起作用因为它与喷射方向VA最靠近，以及与之相反，V4具有一个沿VA方向的相对小的压力。
与它相比较，在如图5所示的本发明的情况中，活动件31用来导引液泡的V1-V4的压力传播方向向着下游侧(喷出口侧)，否则这些压力传播方向沿图4所示情况中的各种方向，以便将它们改变成沿VA的压力传播方向，因而使液泡40的压力直接有效地对喷射作贡献。
液泡的生长方向本身以象压力传播方向V1-V4一样的同样的方式被导引至下游，以便液泡在下游侧比在上游侧生长得更多。在这种方式中，喷射效率、喷射力和喷射速度等可以通过由活动件控制液泡的生长方向以及控制液泡的压力传播方向从根本上得到改善。
现在转到图2A到2D，上面描述的液体喷头的喷射操作将被详细描述。
图2A表示如电能一样的能量加在热产生元件2上之前的状态，因此，这是一种热量产生元件产生热之前的状态。一个重要点就是活动件31置于与由热产生元件产生的热形成的液泡相对应的位置以便它至少与液泡的下游侧相对。换句话说，为了让液泡的下游侧部分作用在活动件上，液流通道结构以这样的方式安排，即，活动件31至少延伸到热产生元件区域的中心3的下游位置(或者是通过热产生元件区域中心3并与流体通道的长度方向相垂直的线的下游侧)。
图2B表示一种状态，在该状态中，电能或类似能量加在热产生元件2上用来加热热产生元件2，而且这样产生的热加热充在液泡产生区域11内的液体，从而按薄膜沸腾现象产生一个液泡。
这时，活动件31通过由液泡40的产生而产生的压力从第一位置偏转到第二位置，以便将液泡压力的传播方向导引至朝着喷出口的方向。这里，一个重要点是，如上面描述的，活动件的自由端32位于下游侧(或在喷出口侧)而转动部位33位于上游侧(或在普通液室侧)以便至少活动件的一部分与热产生元件的下游侧部分相对，即与液泡的下游侧部分相对。
图2C表示一种状态，在该状态中，液泡40更进一步长大，活动件31按照由液泡40的产生而产生的压力更进一步偏转。产生的液泡在下游比上游生长得更多以便其大大地扩张超出活动元件的第一位置(点划线的位置)。
这就是这样理解的，即，与液泡40的生长相适应的活动件31的逐渐偏转允许液泡40的压力传播方向均匀地指向喷出口，并允许液泡沿这样的方向生长，即，在该方向体积能容易改变，这就是说，沿指向自由端的方向，因而也增加了喷射效率。当活动件导引液泡和向着喷出口的液泡产生压力时，它很少阻碍液泡的传播和生长，并且能够按照压力传播的大小有效地控制压力的传播方向和液泡的生长方向。
图2D表示一种状态，在该状态下，当前述的薄膜沸腾之后，由于液泡内的压力的减小，液泡40缩小并消失。
通过由于活动件本身的弹性性能引起的回复力和因为液泡的收缩的反向压力，已经偏转到第二个位置的活动件31返回到图2A所示的初始位置。随着液泡的消失，液体流到液泡产生区域11内以便补偿液泡体积的减小和喷射液体的体积，正如由来自上游侧(B)或普通液室侧的液流VD1、VD2和来自喷射出口侧的液流Vc表示的那样。
前面解释了随着液泡的产生和液体的喷射活动件的操作，而后，下面解释适合于本发明的液体喷头中的液体的重新充填。
经过图2C之后，液泡40经过一个最大体积的状态并进入液泡消失过程。在液泡消失过程中，足够补偿已经消失的液泡体积的液体体积从第一液流通道14的喷出口侧和从第二液流通道16的普通液室13侧流进液泡产生区域内。在传统的没有活动件31的液流通道结构中，从喷射出口侧和从普通液室流到液泡消失位置的液体的数量取决于比液泡产生区域更靠近喷出口和普通液室部分的流动阻力的大小(这是根据流道的阻力和液体的惯性)。
如果在靠近喷出口侧的流动阻力较小，从喷出口侧流到液泡消失位置更多的液体以便增加弯液面的收缩量大小，尤其是，当靠近喷出口的流动阻力减小以便增加喷射效率时，弯液面M的收缩量随着液泡的消失变得更大，填充时间变得更长，这样对高速印刷来说就变成一个阻碍。
与它相反，因为这种结构包括一个活动件31，当活动件随着液泡的消失返回到原始位置时，弯液面停止收缩，其后，剩余体积W2的液体供应主要依赖通过第二液流通道16的液流VD2供应来的液体，在此液泡的体积W分裂成超出活动件第一位置的上部体积W1和在液泡产生区域11一侧的下部体积W2。在传统结构中，弯液面的体积收缩大约与液泡W的体积的一半相等，而上面的结构可以使弯液面收缩至一个较小的体积，具体地说，大约是W1的一半。
此外，利用随液泡的消失所产生的压力，沿着活动件31在热产生元件侧的表面主要从第二液流通道的上游侧(VD2)来的体积为W2的液体可被加速，这样来实现快速再充填。
这里一个特别点如下在传统头中，假如使用随着液泡的消失的压力来进行充填，弯液面的振动是很大的以至于破坏图象质量；然而，这种结构的充填可以使弯液面振动减小至一个极低的水平，因为活动件阻止在喷射出口侧的第一液流通道14区域内和液泡产生区域11的喷出口侧区域内的液体流动。
上述的适合于本发明的结构如上面讨论的那样，达到通过第二液流通道16中的液体供应通道12快速将液体充填到液泡产生区域内，并且抑制了弯液面的回缩和振动，以便实现高速填充，因此，当应用高速喷射和重复喷射或者在记录领域，它能够实现稳定的喷射，也能实现图象质量和高速记录质量的提高。
上面提到的适合于本发明的结构也提供有如下所述的更有效的功能。这就是抑制由液泡的产生而产生的压力向上游侧的传播(反向波)。在热产生元件2上面产生的液泡当中，普通液室13侧的液泡的大部分压力习惯上是将液体推回到上游侧的力(这就是反向波)。由于液体的流动反向波增加了上游侧的压力和液体流动量，引起惯性力，这就降低了给液流通道的液体的重新充填，也阻碍了高速起动。这种结构也通过由活动件31抑制这些给上游侧的作用来进一步改进充填性能。
下面解释进一步的特征结构和效果。
在热产生元件上游侧，第二液流通道16有一个具有内壁的液体供应通道12，它从热产生元件2基本上平坦地延续(这就意味着热产生元件的表面没有降低太多)。在这种情况下，液体沿着靠近液泡产生区域11的活动件31的表面供应到液泡产生区域11和热产生元件2的表面上，如VD2表示的那样。这就阻止了在热产生元件2表面上的液体的停滞，很容易地除去所谓的残留液泡，这些液泡是从溶解在液体中的气体中分离出来的或者留下来没有消失的。更进一步，防止在液体中聚集热量。因此，液泡的稳定产生可以以高速重复出现。尽管这一结构被解释成带有有基本平坦的内壁的液体供应通道12的结构，但不仅限于此，液体供应通道可以是任何结构，这种任何结构带有一个与热产生元件的表面光滑相接的平缓内壁，只要其形状不能引起热量产生元件上的液体的停滞或在液体供应中的大的紊流就行。
有一些穿过活动件侧(穿过细缝35)从VD1供应到液泡产生区域的液体。为了导引随液泡产生的压力对喷出口更有效，可以使用这样的活动件，即，盖住整个液泡产生区域(盖住热产生元件的表面)如图2A到2D所示的那样。在那种情况下，当活动件31返回到第一位置时，液体的流动阻力在液泡产生区域11和邻近第一液流通道14的喷出口的区域是很大的。在这些情况下，液体被限制成如上面所述的从来自VD1的液体流向液泡产生区域11 。因为在这种结构中的喷头的结构有给液泡产生区域供应液体的液流VD2，因而它具有很高的液体供应性能。这样，液体的供应性能甚至在改进喷射效率的结构中也能保持，在这种结构中，活动件31盖住液泡产生区域11。
顺便说，自由端32和活动件31转动部位之间的位置关系限制成这样的方式，即，自由端位于相对于转动部位的下游，例如如图6所示的那样。这样的结构可以有效地达到这样的效果，即，如前面讨论的那样，随着液泡的产生，导引压力传播方向和液泡生长方向向着喷出口。进一步，这种位置关系不仅达到了喷射效果，当随着液体的供应减小相对于在液流通道10中的液流的流动阻力时，也达到了高速填充的效果。就是因为，如图6所示，当由于表面张力在喷射返回到喷出口18后弯液面M在缩回位置时，或者当液体被供应用来补偿液泡的消失时，自由端32和转动部位33是这样放置的，即，不阻止液流S1、(包括第一液流通道14和第二液流通道16)S2、S3在液流通道10中的流动。
进一步详细地解释，在这种结构中(图2A到2D)活动件31相对于热产生元件2延伸，以便它的自由端32对着区域中心3(穿过热产生元件区域的中心并与液流通道纵向相垂直的线(穿过中心部分))的下游位置，将热产生元件2分成上游区域和下游区域，如以前描述的那样。这样的安排引起了活动件31承受这一压力或容纳出现在热产生元件的中心位置区域3的下游的液泡，大大地有助于液体的喷射，将压力和液泡导引至喷出口，这样从根本上提高了喷射效率和喷射力。
此外，当进一步利用液泡的上游部分时，可以达到许多效果。姑且认为对液体喷射的有效作用也是由于在这种结构中活动件31的自由端不断的机械偏转。
(实施例1)本发明的实施例将参考附图作出解释。
本实施例也应用与上面描述的相同的液体喷射基本原理。下述的每个实施例将用这种喷头作解释，即，如下面描述的喷头中的第一液流通道14和第二液流通道16由隔墙30来分开，但需要表明，不仅限于此，本发明可类似地应用到包含上面描述的原理的那些喷头中。
图7是在本发明中沿液体喷射头流动通道方向的剖视示意图。
本发明中的液体喷射头有一基层1和安装在其上的热产生元件2，该元件用来为在液体中产生液泡供应热量，在基层1之上提供一个产生液泡的液体的第二液流通道16和喷射液体的第一液流通道14，该喷射液体直接与具有喷出口的喷出口部分28相通，第一液流通道置于第二液流通道的上方。由具有弹性的材料，如金属制成的隔墙位于第一液流通道14和第二液流通道16之间，且将在第一液流通道14内的喷射液体与第二液流通道16内的产生液泡液体分离开。这里，同一液体可以用作喷射液体和产生液泡液体，与前面所述的原理相似。在那种情况，相通部分(未示出)可在隔墙30的至少一部分上形成以便液体可在与第一流道14相通的第一普通液室15和与第二流道16相通的第二普通液室17之间流动。
喷出口部分28有一个小直径(喷射出口18)的开口部分，通过这部分液滴从喷头中和作为一个与第一液流通道14相连系部分的大直径孔部分喷射。与喷出口18相垂直的中心轴和它的延伸几乎与中心轴C呈一直线，该中心轴C沿这样的方向，即，喷射后液滴从该方向飞出。进一步，S代表上面所说的中心轴C和与喷出口部分28和第一液流通道14之间连接部分相一致的表面的一个相交点。
与上述原理类似，一个窄缝部分35(一条缝见图9A)，在隔墙30的位于热产生元件表面上方的喷射空间部分上形成(它称作喷射力产生区域，包括如图7所示的区域A和液泡产生区域B)。活动件31提供用来能够基本上密封这条缝35。特别地，活动件31是一个呈悬臂形式的件，在喷射出口18侧(或在液流的下游侧)有一个自由端和在第一或第二普通液室(15、17)端有一固定端，自由端可围绕固定端的转动部位33转动。如图中所示，当随着液泡产生液体中液泡的产生活动件被推起向着第一液流通道侧时，活动件31朝着液泡产生区域B，围绕活动件的转动部位沿箭头O方向转动，如后面描述的一样。这种转动将活动件31转向第一流道侧。
图8是表示本发明的液体喷头的示意结构透视图。从这个图中可以清楚地看到，隔墙30穿过构成在基层1上方的第二液流通道16的空间，所说的基层1具有一个作为热产生元件2的电热转换装置(电热转换件)和用来将电信号加在电热转换装置上的接线电极5。
图9A到9C用来解释如上所述的活动件31和第二液流通道16之间的位置关系，其中，图9A是从第一流道14侧看到的活动件31的图，图9B是当把隔墙30拿开后从第一流道14侧看到的第二液流通道16的图。另外，图9C是示意性地显示活动件31和第二液流通道16呈重叠状态的位置关系图。在任何图中，指向活动件31的自由端32的方向与指向喷出口18位置的方向相一致。上述的转动部位是用来形成活动件的缝35的端部(或者活动件的根部)。
第二液流通道16是在这样的腔室(液泡产生腔室)结构中形成，即，在热产生元件2的前后有一颈部部分19，因而限制随液泡产生的压力从第二液流通道16漏失。在使用用作液泡产生的流道和液体喷射的流道的普通流道的传统喷头的情况下，为了提供一个带有这样的能够防止在热产生元件液室侧产生的压力的传播方向直接向着普通液室侧的喷头，充分考虑到喷射液体的再充填，必须用一个在颈部部分没有缩小流道横截面太多的结构。
比较起来，本实施例安排成这样的结构，即，大部分喷射液体是在第一液流通道14的喷射液体，小部分的液泡产生液体在提供热产生元件2的第二液流通道16中消耗。因此，仅仅需要给第二液流通道16的喷射压力产生部分供应少量的填充液。在使用较少消耗量的液泡产生液体结构中，颈部部分19的空隙可设置得很窄，例如几μm到+nμm，以便在第二液流通道16中随液泡产生的压力的传播方向能被集中到活动件31上。结果，压力传播方向由活动件31导引至喷口，因而达到了高喷射效率和高喷射压力。
这里注意的是，第二液流通道16的形状不只限于上面的结构，只要随着液泡的产生它能有效地将压力传送到活动件上，它可以是任何形状。
下面所说的活动件的偏转角指活动件相对于前面所述的基准面上的基准的偏转。让我们将θM定义为活动件的偏转角度的最大值，θE定义为连接上面的交叉点S和活动件上的转动部位33的直线(轴)D相对于活动件的基准面之间的偏转角(见图7)。
确定活动件的偏转角度的方法的具体实施例是形成一个透明材料做的液流通道的顶部，或者用透明件代替该顶部，当活动件偏转时，用光学方法测量自由端部分的高度(从非偏转位置的高度)，并计算从自由端部分的位置和转动部位的位置的偏转角来确定该活动件的偏转角度。
图10是本实施例沿流道方向的液体喷头断面示意图，以及显示活动件偏转角最大值θM，连接交叉点S与活动件转动部位的连线D相对于活动件基准表面之间的偏转角θE和随液滴的喷射沿液滴飞出方向的中心轴C相对于活动件的基准面的角度θC之间的关系图。本实施例中的液体喷头是这样放置的，即，通过调节活动件的厚度或者调节第一液流通道顶部的高度来将活动件的最大偏转角θM确定在相对于角度θE在2θE－7°≤θM≤2θE＋7°范围内，这里角度θE是连接交叉点S与活动件的转动部位的连线D相对于活动件基准面之间的角度。本实施例所示的一个例子是θE＝14°，θM介于35°和21°之间。
在这里所示的结构安排中，活动件由热产生元件2在液泡产生区域11产生的液泡的压力偏转，活动件31将压力导引至喷出口，就液体喷射特性而言，考虑到活动件31的偏转角和与第一液流通道14相连侧的孔部分之间的关系，有效地将由液泡产生的压力从活动件31的偏转自由端32导引至第一液流通道14侧的喷出口18的孔部分是很重要的。如图5中V1-V4所示。
换句话说，假如θM与θE之间的关系接近θM＝2θE满足的话，在最大偏转状态的活动件与基准面之间部分的通道形状变成相对于直线D对称轴对称，以便液泡产生的压力传播的中心部分直接指向在流道侧的喷出口18的孔部分的中心S。这就形成了由此引起的沿喷出口部分的中心轴C的没有紊流的压力传播的液流，因而，通过喷出口18喷出的液体的方向是沿中心轴C方向保持成非常稳定的方向。喷射方向的稳定性通过满足几乎θM＝2θE的关系就能明显得到提高，因此，印刷纸张时的发射准确性提高了，图象质量的干扰大大降低了。
这里，喷出口部分和液流通道之间的连接部分指的是一个管状部分(呈圆柱直管、圆锥管、或弧形圆锥管外形，它将被叫做喷出口部分)该管状部分形成了与在形成喷出口的管状部分之外的液流通道最近的喷出口部分，或与它接近的部分。
考虑到喷出口外形的振动或类似情况，当该喷出口是由激光的照射或类似物形成时，接近于θM＝2θE的条件被确定为包括范围2θE－7°≤θM≤2θE＋7°。上述的增强喷射方向稳定性效果的更优选的条件是2θE－5°≤θM≤2θE＋5°。
除上面的条件之外，活动件的最大偏转角θM等于或大于连接转动部位和与液流通道14相连的喷出口部分的孔的最上端的连线的角度，这是为了液泡40压力的平稳传播和由此引起的液体的平稳流动面优选的条件。
另外，考虑到活动件31的转动部位33的变形或类似情况，θM优选确定在锐角范围内，更优选的是不超过35°。θM的这些上限和下限的条件也适合于由于同样原因的其它实施例。(实施例2)下面，图11表示沿流道方向的本实施例的液体喷头断面示意图，显示了活动件偏转角的最大值θM、连接活动件的转动部位33和交叉点S之间的连线D相对于活动件的基准面之间的偏转角θE当液滴喷射时沿液滴飞出方向的中心轴C相对于活动件基准面位置的角度θC之间的关系。这里，转动部位33置于图9A-9C中的缝35的切口端，与以前定义的类似。
在这个实施例中，如图15C所示，在转动部位端部通过将活动件的形状加宽，250μm(±5μm)长，36μm宽、5μm厚，由镍制成，活动件的最大偏转角θM被确定为15°。此外，在本实施例中，第一液流通道14的高度在范围40μm至60μm内，第二液流通道16的高度是15μm。可是，图11所示的例子中，第一流道的高度是40μm。当喷出口是由激光照射加工形成时，连接活动件的转动部位与交叉点S的连线D相对于活动件31的基准面之间的偏转角θE被限定在5°到7.5°范围内(最好是6°≤θE≤6.5°)，它的形成满足关系θM＝2θE和2θE＜θM≤2θE＋5。在这一实施例中，当液滴喷射时，沿液滴飞出方向的中心轴C与活动件31的不偏转位置之间的角度θC被限定为10°。喷头的起动条件是几伏到几十伏电压，电流大约为0.1到0.2安培，脉冲宽度为1.5到10微秒，喷出口部分的长度L被确定在30到50μm间。
在本实施例中为稳定喷射方向，满足条件，接近于θM＝2θE也是很重要的因素，与以前的实施例类似。
在长时间的喷射操作期间，为保持这种状态的进一步的方法是，活动件31可操作成超过满足θM＝2θE的θM。设置成满足关系2θE＜θM≤2θE＋5°，这种设置得到了稳定的喷射方向和稳定的喷射效率。此外，这也能增加喷射状态相对于喷出口外形的振动的稳定性，如以前讨论的那样。
一个进一步优选的情况是满足接近关系2θE＜θM≤2θE＋5°的中心的条件(在本实施例中是6°≤θE≤6.5°)。满足关系2θE＝θM的另一个手段是给第一流道14的壁部分提供一个如图16所示的最大偏转角度θM的控制部分57。(实施例3)图12表示沿流道方向的本实施例液体喷头的断面示意图，与实施例1和2中的情况相类似，显示了活动件的最大偏转角度θM、连接活动件的转动部位与交叉点S的连线相对于活动件的自然位置之间的偏转角θE、当液滴喷射时沿液滴飞出方向的中心轴C与活动件的自然位置之间的夹角θC之间的关系。该实施例中的液体喷头有一个类似于实施例1中液体喷头的结构，但是，通过仅仅将前面实施例中的活动件的厚度减小到3.5μm，活动件的最大偏转角度θM被确定为大约是20°。当由上面提到的方法形成喷出口时，连接活动件转动部分与交叉点S之间的连线D相对于活动件的自然位置的偏转角度θE被限定在10°到12.5°范围内(最好是11°≤θE≤12°)，它被设置成满足关系θM＝2θE或者2θE＞θM≥2θE－5。在这个实施例中，当液滴喷射时沿液滴飞出方向的中心轴C相对于活动件的自然位置的角度θC被确定为25°(L值与实施例1中的相同)。此外，第二液流通道16的高度与前面的实施例1中的相同，第一流道的高度在本实施例中在40μm到80μm之间。可是，图12所示的例子中第一液流通道14的高度是60μm。起初条件也与前面实施例中的那些条件相同。
当在本实施例中满足关系θM＝2θE时，喷射方向的稳定性与如上所述的实施例1、2中类似也能提高。
在满足关系2θE＞θM≥2θE－5的情况下，也能达到这样的效果，即稳定如前所述的由喷出口形状的振动或类似情况引起的喷射状态。
进一步增进这种效果的优选条件是满足接近2θE＞θM≥2θE－5°的中心的条件(在本实施例中是11°≤θE≤12°)。在本实施例的情况下，满足θE和θM关系的另一种措施也是给第一流道14的壁部分提供一个最大偏转角度θM的控制部分57，如图16所示。
此外，考虑到活动件31的转动部位33，θM被限定在锐角范围内。图13所示的例子中θM＝28°，θE＝14°，它达到了与上面描述的同样的效果。
如上面描述的每个实施例所示，通过设置与喷出口相通的流道顶部的高度在活动件的自由端侧比在转动部位侧高，自由端就可平稳地偏转。
上面所述的实施例1到3中每个实施例有如图9A到9C所示的液泡产生流道形状，在该流道中，朝呈平行排列的多个液泡产生流道排列方向变窄的颈部部分19置于靠近第二液流通道的上游端和下游端，但是它们可以位于靠近热产生元件2邻近区域的上游端和下游端。
热产生元件2是一个外形为40×105μm的电热转换器，活动件31是这样放置的，即，盖住前述的配备有热产生元件2的腔室。热产生元件2或活动件31的尺寸、形状和位置不局限于这些，但是形状和位置可以确定在这样的范围内，即，随液泡产生的压力可被有效地用作喷射压力。热产生元件可以是当激光照射时产生热的元件，以及电热转换器。(其它实施例)前面描述了按本发明的液体喷射头和液体喷射方法的主要部分的实施例。优先适用于这些实施例的进一步的具体例子将参考图作出解释。虽然下面的例子将用如前所述的单通道型的实施例或双通道型的实施例作出解释，但应注意它们可以适用于这两种实施例，除非有另外的描述。(活动件和隔墙)图15A、15B、15C是表示活动件31其它形状的平面图，其中标记号35代表在隔墙中形成的缝，这个缝形成活动件31。图15A表示一个长方形，图15B是便于活动件在操作在转动部位侧变窄的形状，图15C是为了延长活动件寿命在转动部位侧加宽的形状。活动件的形状可以是易于操作、使用寿命长的任何形状。
在前述的实施例中，板活动件31和具有这一活动件的隔墙30是由厚度为5μm的镍制成的，但不是必须限于此，活动件和隔墙的材料可以从那些对液泡产生液体和喷射液体抗溶解的、具有保证活动件良好操作的弹性、允许有很好的裂缝的材料中选择。
活动件的材料的优选例子包括耐久性材料，如象银、镍、金、铁、钛、铝、铂、钽、不锈钢或者磷青铜，它们的合金、树脂材料，例如，象丙烯腈、丁二烯或苯乙烯具有硝酰基的材料，那些象聚酰胺一样有酰胺基的材料，那些象聚碳酸酯一样有羧基的材料、那些象聚醛树脂一样有醛基的材料、那些象聚砜一样有砜基的材料、那些象液晶聚合物的材料，和它们的化合混合物；以及耐墨性材料，例如，象金、钨、钽、镍、不锈钢、钛、它们的合金一样的金属，涂有这些金属的材料。象聚酰胺一样有酰胺基的树脂材料，象聚醛树脂一样有醛基的树脂材料，象聚醚酮醚(polyetheretherketone)一样具有酮基的树脂材料，象聚酰亚胺一样有亚胺基的树脂材料，象酚醛树脂一样有羟基的树脂材料，象聚乙烯一样有乙基的树脂材料、象聚丙烯一样含烷基的树脂材料，象环氧树脂一样含环氧基的树脂材料，象三聚氰胺一样含酰胺基的树脂材料，象二甲苯树脂一样有羟甲基的树脂材料，它们的化学混合物，象二氧化硅一样的陶瓷材料，它们的化学混合物。隔墙材料的优选例子包括有高热阻、高抗溶解性和良好的可塑性，具有现代工程塑料特征的树脂材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯对酞酸盐，三聚氰胺、酚醛树脂、环氧树脂、聚丁二烯、聚醚酮醚((polyeteretherketone)聚醚砜、polyallylate、聚酰亚胺、聚砜、液晶聚合物(LCPS)、它们的化学混和物、二氧化硅、氮化硅、象镍、金或不锈钢一样的金属、它们的合金，它们的化学混合物，或涂有钛或金的材料。
隔墙的厚度可以根据从这样观点出发的材料和形状而确定，即，达到如隔墙的强度、如活动件的良好的操作，它们的理想的范围是大约在0.5μm到10μm间。
形成活动件31的缝35的宽度在本实施例中被限定为2μm。在这种情况下，即，液泡产生液体与喷射液体是相互不同的液体、在两种液体间防止混合物的情况下，缝的宽度可被限定成一个在两种液体间形成弯液面的空隙以便防止两种液体间的混和。例如，当液泡产生液体是粘性为约2cp(厘泊)的液体而喷射液体是粘性为100或更多厘泊的液体时，缝的宽度约为5μm就可足以防止液体间的混和，但理想的缝是3μm或更窄。
在本发明中，活动件的厚度设计为μm数量级(tμm)而不是cm数量级。对于μm数量级厚度的活动件，当缝的宽度达到微米数量级时(Wμm)，最好考虑一定的摩擦振动。
在本实施例中这种几微米数量级的缝较好地保证完成“基本密封状态”。
在如上所述的按功能分成液泡产生液体和喷射液体的情况下，活动件基本上是一个隔离它们的隔离件。当这个活动件随液泡的产生活动时，少量的液泡产生液混合到喷射液中。在喷墨记录的情况下，考虑到形成图象的喷射液体通常是一种含颜色材料的浓度为3％到5％的液体，在喷射液体的液滴中，即使包含20％或小于20％的液泡产生液体，也不会有大的浓度变化。所以，只要在喷射液体的液滴中，混和液中液泡产生液体限制在20％之内，本发明应包括液泡产生液体和喷射液体的混和液。
在实施上述结构实施例时，即使考虑粘性的变化，混和液中液泡产生液体最多为15％，当液泡产生液体粘度为5或小于5厘泊时，即使考虑驱动频率混和液中液泡产生液体的比例最高为约10％。特别地，当喷射液体的粘度小于20cp时，液体中的混和量会降得更低(例如，降至5％或更少)。(基层)
下面解释其上安装有用来将热量供应给液体的热产生元件的基层的形状。
图17A和17B是按本发明的液体喷头的长度方向的剖视图，其中图17A表示如下详细描述的带保护薄膜的喷头，图17B是没有保护薄膜的喷头。
在基层1上提供有第二液流通道16，隔墙30，第一液流通道14，和带凹槽的用来形成第一液流通道的带凹槽件50。
基层1有一定图形形状的铝接线电极(0.2-1.0μm厚)(0.2-1.0μm厚)和有一定图形形状的硼化铪(HfB2)、氮化钽(TaN)、铝化钽(TaAl)或类似物电阻层105(0.01-0.2μm厚)，所说的这种电阻层构成了在硅底板107或类似物上形成的用来电绝缘和热积累的氧化硅薄膜或氮化硅薄膜106上的热产生元件，如图8所示。当通过两个接线电极104将电压加在电阻层105上以便让电流在电阻层上流过时，电阻层产生热。0.1-0.2μm厚的SiO2、SiN或类似物保护层在接线电极之间的电阻层上提供，此外，防气蚀钽或类似物层(0.1-0.6μm厚)在其上形成用来保护阻层105免受到象墨一样的各种液体的浸蚀。
尤其是，随着液泡的产生和消失产生的压力和振动波是很强的以至于硬而相对脆的氧化物薄膜的耐久性大大损坏。因而，象钽(Ta)或类似物的金属材料被用作抗气蚀层材料。
上面所述的保护层按照液体的混合，液体流道结构和电阻材料的情况可被省略，如图17B所示的例子。例如不需要保护层的阻层材料可以是铱-钽-铝(Ir-Ta-Al)合金或类似物。
这样，在前面的每一实施例中的热产生元件的结构可以在所述的电极之间仅包括电阻层(热产生部分)，或者可以包括用来保护阻层的保护层。
在这个实施例中，热产生元件有一个含有根据电信号产生热的阻层的热产生部分。不是必须仅仅限于此，在液泡产生液体中，如果它能产生是以喷射喷射液的液泡，任何装置都可以。例如，热产生部分可以是光热转换器，当接收象激光一样的光时它可产生热，或是当接收高频波时，含有产生热的热产生部分的热产生元件。
除包括构成热产生元件的阻层105和用来将电信号供应给阻层的拉线电极104的电热传送器外，象晶体管、二极管、寄存器、移位寄存器、等用来有选择地驱动电热传送器的功能元件还可以通过半导体制造过程整体制在前述的基层1上。
为了驱动在前述的基层1上电热转换器的热产生部分以便喷射液体，如图18所示的矩形脉冲通过接线电极104加在前述的阻层105上用来快速加热接线电极间的阻层105。对于前面实施例中的喷头，24V、7微秒宽脉冲、150mA电流、6KHz频率的电信号加在每个喷头上用来驱动热产生元件，借此，根据前面描述的操作，液体墨通过喷出口喷射。可是，驱动信号的情况不仅限于上面这些，如果它能在液泡产生液体中适当地产生液泡，任何驱动信号均可被采用。(喷射液体和液泡产生液体)由于本发明采用了有如前面实施例讨论的如上所述的活动件的结构，按本发明的液体喷头可以以比传统液体喷头更高的喷射能量、喷射效率、和更高的速度喷射液体。在本实施例中使用的液泡产生液体和喷射液体是同种液体的情况下，液体可以从各种液体中选择，只要这些液体不大可能被由热产生元件所施加的热破坏、不大可能随着施加热在热产生元件上形成沉积、它能够随着施加热承受气化和冷凝间的相反的状态变化，它不大可能破坏液流道、活动件、隔墙等就行。
在这些液体中，用于记录的液体(记录液)可以是传统液泡喷射装置中使用的墨液之一。
当本发明中的二个液流通道型结构在喷射液和液泡产生液中使用不同的液体时，液泡产生液可以是具有上述性能的液体；特别地，它可以从下述列举物中挑选甲醇、乙醇、n-丙醇、异丙醇、己烷、庚烷、n-辛烷、甲苯、二甲苯、甲撑二氯化物、三氯乙烯、氟氯烷TF、氟氯烷BF、乙烷基乙醚、二噁烷、环己烷、甲烷基醋酸盐、乙烷基醋酸盐、丙酮、甲烷基乙烷基甲酮、水和它们的混和物。
喷射液体可以从没有液泡产生性能和热性能的各种液体中选择。进一步，喷射液体可以从具有低的液泡产生性能、由传统头喷射时困难的液体、加热时能变质或破坏的液体、高粘度的液体中选择。
可是，由于喷射液体本身或者由于它与液泡产生液体的反应，喷射液体最好是不阻碍液体的喷射、液泡的产生、活动件的操作等等的液体。
例如，高粘度墨可被用作记录时的喷射液体。其它能应用的喷射液体包括抗热弱的液体，如药物产品和香水。
在本发明中，使用下列成分的墨液作为可用作喷射液和液泡产生液的记录液进行记录。由于通过增加喷射能量增加了墨的喷射速度，液滴的发射准确性得到改进，这就能得到很好的记录图象。着色墨成分(粘度为2cp)(C.I.hood墨2)染料 3wt％二甘醇 10wt％硫代 5wt％乙醇 5wt％水 77wt％此外，用下述成分的液体的组合物作为液泡产生液体和喷射液体也能进行记录。结果，本发明中的喷头不仅能很好地喷射粘度为十几cp的液体，该种液体由传统的喷头不能喷射，甚至也能很好地喷射150cp高粘度的液体，这样就达到了高质量记录目的。液泡产生液体1的成分乙醇 40wt％水 60wt％液泡产生液体2的成分水 100wt％液泡产生液体3的成分异丙基乙醇 10wt％水 90wt％喷射液1的颜料墨的成分(粘度大约为15cp)碳黑 5wt％苯乙烯-丙烯酸酸-乙烷基丙烯酸盐共聚物 1wt％(酸值140，平均重量克分子重量8000)单乙醇胺 0.25wt％甘油 69wt％硫代 5wt％乙醇 3wt％水 16.75wt％喷射液体2的成分(粘度55cp)聚乙烯甘醇200100wt％喷射液体3的成分(粘度150cp)聚乙烯甘醇600100wt％顺便说，对于如上所述的传统上认为不容易喷射的液体，由于在喷射方向上低的喷射速度和振动的增加和引起不稳定喷射量的不稳定喷射液滴在记录纸张上的发射准确性是低的，这就难于得到高质量的图象。相对于此，上面实施例中的结构使用液泡产生液体时能达到满意和稳定的液泡的产生。这就导致了液滴发射准确性的提高和墨喷射量的稳定，从而大大提高了记录图象的质量。(双流道型头的结构)图19和图20分别是剖视图和分解透视图，相应地表示本发明的液体喷头中的双流道型头的整体结构。
前述的基层1安装在铝或类似物底座70上。在基层上提供有第二液流通道16的壁16a和第二普通液室17的壁17a，在其上安装有有活动件31的隔墙30。在这一隔墙30上提供有一个含有构成第一液流通道14、第一普通液室15、给第一普通液室15供应第一液体的供应通道20，给第二普通液室17供应第二液体的供应通道21的带有许多槽的带槽件50。双流道型液体喷头就建在这种结构中。(液体喷头盒)下面是按本发明的装有液体喷头的一个液体喷头盒的图解示意解释。
图21是如上所述的装有液体喷头的液体喷头盒的分解的透视示意图。液体喷头盒大体上主要包括一个液体喷头部分200和一个液体容器90。
液体喷头部分200包括一个基层1、隔墙30，带槽件50、压紧器棒簧板60、液体供应件80和底座70。基层1上提供有许多用来给液泡产生液体供热的排列的热产生电阻器，如前面所述的那样。此外，还提供有许多用来有选择地驱动热产生电阻器的功能元件。液泡产生液体通道在基层1和带有活动墙的前述的隔墙30间形成，因而允许液泡产生液体在其内流动。这一隔墙30和带槽件50相接合形成了喷射流道(未示出)通过该流道喷射液被喷射流动。
压紧器棒簧板60是一个这样的件，即，它的作用是在带槽件50上向着基层1施加一个推进力，这个推进力适当地使下面详细描述的基层1、隔墙30、带槽件50、和支座70结合起来。
支座70用来支撑基层1等。安装在支座70上的是与基层1相连向该处供应电信号的电路板71，和连接在装置侧用来引起电信号和装置侧相联系的接触垫72。
液体容器90分别地装有象墨一样供应给液体喷头的喷射液和在其内部产生液泡的液泡产生液。在液体容器90外有一个定位部分94，该定位部分94用来定位连接件使得液体喷头与液体容器相连，和一个用来固定连接部分的固定轴95。喷射液从液体容器的喷射液供应通道92供应通过连接件的供应通道进入液体供应件80的喷射液体供应通道81，然后通过相应件的喷射液体供应通道84、61、20供应到第一普通液室。液泡产生液类似地从液体容器的液体通道93供应穿过连接件的供应通道进入液体供应件80的液泡产生液体供应通道82，然后通过相应件的液泡产生液体供应通道84、61、21进入第二液室。
以上的液体喷头盒是用允许液泡产生液体和喷射液体不同的液体供应的供应方式和液体容器做解释的，但是，如果喷射液和液泡产生液是同一液体，没有必要将液泡产生液体和喷射液的供应通道和容器分开。
当两种液体用尽后，这个液体容器可以重新充填液体。为此，液体容器最好是提供一个液体喷入口。液体喷头与液体容器可以是组合安装的或分开安装的。(液体喷射装置)图22表示如前所述的装有液体喷头的液体喷射装置的结构示意图。本实施例将特别解释使用墨作为喷射液的墨喷射记录装置。液体喷射装置的滑架HC承载着一个喷头盒，在该喷头盒上可拆卸地安装有盛有墨的液盒90和液体喷头200，且滑架HC沿着象记录纸张一样的由记录媒体传送装置传送的记录媒体150的宽度方向往复移动。
当驱动信号从未显示出的驱动信号供应装置供应到滑架上的液体喷射装置时，记录液体随着这个信号从液体喷头喷到记录媒体上。
本实施例中的液体喷射装置有一个作为驱动源用来驱动记录媒体传送装置和滑架的马达111、和用来将能量从驱动源传送到滑架的齿轮112、113和滑架轴115。通过这里所用的这种记录装置及其液体喷射方法，把液体喷到各种记录媒体时就可以得到高质量图象的记录产品。
图23是用来操作墨喷射装置的整个装置的方框图，本发明的液体喷射方法和液体喷头用于该墨喷射装置中。
记录装置从主机300接收作为一个控制信号的打印信息。打印信息暂时地贮存在印刷装置内的输入接口301，与此同时，它又转换成在记录装置中可处理的数据。这个数据输入到也作为头驱动信号供应装置的中央处理器302中。中央处理器302根据贮存在只读存储器303中的为了将数据转换成印刷数据(图象数据)的控制程序，使用象随机存取存储器304一样的外围设备来处理这样接收的数据。
为了将图象数据记录在记录纸张上合适的位置，这个中央处理器302产生用来驱动移动与图象数据同步的记录纸张和记录头的驱动马达的驱动数据。图象数据和马达驱动数据通过头驱动器307和马达驱动器305各自传送给头和驱动马达306，分别地，它们在相应的控制时间内被驱动形成一个图象。
适合于上述记录装置的用象墨一样的液体记录的记录媒体的例子如下各种类型的纸；OHP纸张；用于加密盘的塑料，装饰板或类似物；纤维；象铝和铜一样的金属；象牛皮一样的皮革材料，猪皮，合成革；象实心木材和胶合板一样的木材，竹子材料，象瓷砖一样的陶瓷材料；象泡沫材料一样的三维结构。
前述的记录装置包括一个在各种型号的纸和OHP纸张上记录的印字装置，一个在象加密盘一样的塑性材料上记录的塑性记录装置；一个在金属板上记录的金属记录装置，一个在皮革材料上记录的皮革记录装置，一个在木头上记录的木头记录装置，一个在陶瓷材料上记录的陶瓷记录装置，一个在象泡沫材料一样的三维网状结构上记录的记录装置，一个在纤维制品上记录的纺织品打印装置，等等。
用于这些液体喷射装置中的喷射液可以被适当地选择为与所用的记录媒体和记录条件相匹配的液体。(记录系统)
下面解释使用本发明中的液体喷头作为记录头在记录媒体上进行打印的喷墨记录系统的实施例。
图24是解释使用上面所述的本发明的液体喷头201的喷墨记录系统的结构示意图。本实施例中的液体喷头是一个有多个以360dpi密度排列以便盖住记录媒体150整个可记录范围的喷出口的全线头。该液体喷头包括四个与黄(Y)、深红色(M)、蓝绿色(C)、和黑色四种颜色相适应的喷头装置，它们相互平行地且沿X方向以予定的间距固定地被支承。
构成驱动信号供应装置的头驱动器307给这些头装置中的每一个供应一个信号以便根据这个信号驱动每个头装置。
Y、M、C和BK四种颜色的墨作为喷射液从相应的墨容器204a-204d供应到相关的头中。参考标记号204e代表装有液泡产生液体的液泡产生液容器，从该容器中液泡产生液供应到每个头装置中。
在每一头下面配备有装有由在其内部由海棉或类似物构成的墨吸收件的头盖203a、203b、203c或203d。在非记录区间，头盖盖住相应头的喷出口以便保护和保养头装置。
参考标记号206表示构成传送装置的传送带，该传送装置用来传送从前述实施例中所描述的各种类型的媒体中选择的记录媒体。传送带206通过各种滚子被确定在预定的通道内且由与马达驱动器305相连的驱动滚驱动。
本实施例中的喷墨记录系统包括一个预处理装置251和后置处理装置252，它们相应地放置在记录媒体传送通道的上游和下游，用来在记录前和记录后完成对记录媒体的各种处理。
根据记录中使用的记录媒体和墨的型号预处理和后置处理可以包括不同的处理内容。例如，当记录媒体是从金属、塑料和陶瓷中选择的一种时，预处理可以是暴露在紫外线和臭氧中激活它们的表面，因而增加墨的附着力。假如记录媒体是象塑料一样可能有静电的记录媒体，由于静电的作用，尘粒容易吸附在它的表面，这些尖粒有时防碍了高质量的记录。在这种情况下，预处理可以是使用电离剂在记录中消除静电，因此从记录媒体中去除尘粒。假如记录媒体是纤维，预处理可以是把从含碱物质、水溶性物质、人造聚合物、水溶性金属盐、尿素和硫脲中选择的材料应用到纤维上的处理，以便防止污斑，增进附着速度。预处理不是必须限于此，它们可以是任何的这样的处理，例如能将记录媒体的温度调节到适合记录的温度的处理。
另一方面，后置处理可以是，例如，附着墨以后的记录媒体的加热处理，通过紫外线或类似物的照射促进墨凝固的固定处理，清洗掉在预处理中加的处理剂并保持其不产生反应的处理。
本实施例是用全线头作为喷头而进行描述的，但不是必须限于这些，喷头可以是当沿记录媒体的宽度方向运动时进行记录的密集型头，如前面所说的那样。(喷头盒)下面解释具有本发明喷墨头的喷墨头盒。图25是表示这种喷墨头盒的示意图。这个喷墨头盒由装在容器501内的具有一个用来喷墨的喷墨部分511的本发明的喷墨头510、作为一个与该喷头成一体或分开的液体容器的墨容器520、和一个容纳有液体的用来在墨容器内充填墨的墨充填装置530组成。
当墨用尽后，墨填充装置530中的喷射部分(皮下注射针或类似物)531的一部分插入到墨容器的气孔521中，即与喷墨头的连接部分中或者横穿墨容器的壁的孔中，在墨填充装置中的墨通过吸入部分填充到墨容器内。
假如将本发明的墨喷头和墨容器及墨充填装置以这样的方式装在一个容器中，当墨用尽后墨可以方便地很快充填在容器内，可以很快地重新开始记录。虽然本发明的喷墨头盒是作为一个包括墨充填装置的喷墨头来解释的，但它可以是在装在该容器510中充有墨的喷头和墨容器相分离的没有充墨装置的结构。
图25仅表示用来给墨容器充墨的充墨装置，但另一种喷头盒也可以有在容器以及在墨容器中给液泡产生液体容器充液泡产生液体的液泡产生液体填充装置。
当从根本上控制住在液体流道中产生的液泡；活动件随着液泡的产生偏转到相对于这个角度，即连接活动件上的转动部位与喷出口的中心轴与连接液流通道的喷出口的表面的交叉点之间的连线与活动件备用位置的基准面之间的夹角的角度，偏转到最大值时，通过适当地精确确定最大的偏转角度，本发明就可以实现进一步更加稳定的液体喷射状态。特别地，本发明解决了由于由用激光或类似物形成喷出口时制造偏差的因素所引起的喷头间和喷口间的喷出口的外形的偏差引起的喷射状态的偏差问题，因而达到了很高的稳定性。
除以上描述的效果外，按照本发明的液体喷射方法、喷头、等等，依据使用活动件的新型喷射原理，能够达到产生的液泡和由此偏转的活动件的协合最佳的效果，以致于喷口附近的液体可被有效地喷射，因而与传统的喷射方法，喷头以及液泡喷射方法等相比提高了喷射效率。
应用具有本发明特征的结构，甚至经过低温或低温度的长时间的保存，都可以避免故障，或者即使出现喷射故障仅仅需要一个象初始喷射或抽吸恢复一样的恢复过程，喷头就能顺利地立即返回到正常的工作条件。由于这些优点，本发明可以减短恢复时间或减少由于恢复所需的液体的损失，这就能大大降低工作成本。
尤其是，提高了充填性能的本发明的结构提高了连续喷射响应性、液泡稳定生长和液滴的稳定性，因而基于高速液体喷射能够实现高速记录或高质量记录。
在双流道结构的头中，选择喷射液的自由度增加了，因为所用的液泡产生液体是一种可能产生液泡的液体或是不大可能在热产生元件上形成沉积(焦化或者烧焦)的液体。可以确信，这种双流道结构的喷头能够很好地喷射即使是传统的头用传统的液泡喷射方法难以喷射的液体，例如，不大可能产生液泡的高粘度液体、容易在热产生元件上形成沉积的液体等等。
此外，可以相信双流道结构的喷头甚至能够喷射防热性差的液体或类似物而不会对喷射液引起负作用。
当本发明的液体喷头作为一个用来记录的液体喷射记录头时，可以得到进一步高质量的记录。
提供有液体喷射装置、记录系统等的本发明，当使用本发明的液体喷头时，能进一步提高液体喷射效率或类似情况。
通过使用本发明的喷头盒，可以很方便地使用或重新使用喷头。
权利要求
1.一种用于喷射一种液体的液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射该液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作所说的最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
2.一种按照权利要求1所述的液体喷射方法，其特征在于，该活动件的最大偏转角度θM不小于将该转动部位和该喷出口部分的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
3.一种按照权利要求1所述的液体喷射方法，其特征在于，该活动件的最大偏转角度θM为2θE≤θM。
4.一种按照权利要求1，2和3中的任一个权利要求所述的液体喷射方法，其特征在于，通过偏转该活动件，所说的液泡在朝向该喷出口的方向上在下游比在上游膨胀得更大，以便喷射该液体。
5.一种液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射一种液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的第一液体流道，一个具有一个液泡产生区域的第二液体流道，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在该液泡产生区域产生液泡，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕转动部位作该最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
6.一种按照权利要求5所述的液体喷射方法，其特征在于，该活动件的最大偏转角度θM不小于将该转动部位和该喷出口部分的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
7.一种按照权利要求5所述的液体喷射方法，其特征在于，该活动件的最大偏转角度θM为2θE≤θM。
8.一种按照权利要求5，6和7中任一个权利要求所述的液体喷射方法，其特征在于，通过偏转该活动件，所说的液泡在朝向该喷出口的方向在下游比在上游膨胀得更大，在所说的方法中所用的喷头喷射该液体。
9.一种用于喷射一种液体的液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射该液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中，满足关系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作该最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是脱角。
10.一种液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射一种液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的第一液体流道，一个具有一个液泡产生区域的第二液体流道，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在该液泡产生区域产生液泡，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中，满足关系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°在该关系式中，θM该活动件相对该基准面绕该转动部位作该最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
11.一种按照权利要求10的液体喷射方法，其特征在于，供给该第一液体流道的液体和供给该第二液体流道的液体是相同的液体。
12.一种按照权利要求10的液体喷射方法，其特征在于，供给该第一液体流道的液体和供给该第二液体流道的液体是不同的液体。
13.一种按照权利要求9，10，11和12中任一个权利要求所述的液体喷射方法，其特征在于，该活动件的最大偏转角度θM不小于将该转动部位和该喷出口部分的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
14.一种按照权利要求9，10，11和12中任一个权利要求所述的液体喷射方法，其特征在于，该活动件的最大偏转角度θM为2θE≤θM。
15.一种按照权利要求9，10，11和12中任一个权利要求所述的液体喷射方法，其特征在于，通过偏转该活动件，所说的液泡在朝向该喷出口的方向上在下游比在上游膨胀得更大，以便喷射该液体。
16.一种用于喷射一种液体的液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射该液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中，满足关系式θM≤2θE＋5°在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作该最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角，它不小于将该转动部位和该喷出口部分的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
17.一种用于喷射一种液体的液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有有一个用于喷射该液体的喷出口的一个喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体，其中，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作该最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角，它不小于将该转动部位和该喷出口部份的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
18.一种按照权利要求1，5，9和10中任一个权利要求所述的液体喷射方法，其特征在于，与该喷出口部分流体连通的该液体流道的顶部在该自由端上方的高度比在该转动部位上方的高度高。
19.一种按照权利要求1，5，9和10中任一个权利要求所述的液体喷射方法，其特征在于，用于产生液泡的热产生元件与该活动件相对，在该活动件和该热产生元件之间的空间是该液泡产生区。
20.一种用于喷射一种液体的液体喷头，包括一个具有一个用于喷射该液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流通，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，当在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便排放该液体时，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
21.一种液体喷头，包括一个具有一个用于喷射一种液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的第一液体流道，一个具有一个液泡产生区域的第二液体流道，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，其中，当在该液泡产生区域内产生液泡并在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体时，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°，在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
22.一种用于喷射一种液体的液体喷头，包括一个具有一个用于喷射该液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，其中，当在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便排放该液体时，满足关系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
23.一种液体喷头，包括一个具有一个用于喷射一种液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的第一液体流道，一个具有一个液泡产生区域的第二液体流道，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，其中，当在该液泡产生区域内产生液泡并在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体时，满足关系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°，在该关系中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角。
24.一种用于喷射一种液体的液体喷头，包括一个具有一个用于喷射该液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分流体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，其中，当在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便排放该液体时，满足关系式θM≤2θE＋5°在该关系中，θM是该活动件相对基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角，它不小于将该转动部位和该喷出口部分的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
25.一种用于喷射一种液体的液体喷头，包括一个具有一个用于喷射该液体的喷出口的喷出口部分，一个与该喷出口部分液体连通的液体流道，一个用于在该液体中产生液泡的液泡产生区域，及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，其中，当在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便排放液体时，满足关系式2θE－5°≤θM≤2θE在该关系式中，θM是该活动件相对该基准面绕该转动部位作最大偏转所夹的角度，θE是将该转动部位和该喷出口的中心轴线与该喷出口部分和该液体流道相连的连接面的交点相连的轴线相对该基准面所夹的角度，且θM是锐角，它不小于将该转动部位和喷出口部分的该连接面的顶点相连的轴线相对该基准面所夹的角度。
26.一种按照权利要求20，21，22，23，24和25中任一个权利要求所述的液体喷头，其特征在于，与该喷出口部分流体连通的该液体流道的顶部在该自由端上方的高度比在该转动部位上方的高度高。
27.一种按照权利要求20，21，22，23，24和25中任一个权利要求所述的液体喷头，其特征在于，热产生元件与该活动件相对，在该活动件和该热产生元件之间的空间是该液泡产生区。
28.一种用于通过产生液泡来喷射一种液体的液体喷射装置，包括权利要求20，21，22，23，24和25中任一个权利要求所述的液体喷头，和用于供给从该液体喷头喷射该液体的驱动信号的驱动信号供给装置。
29.一种用于通过产生液泡来喷射一种液体的液体喷射装置，包括权利要求20，21，22，23，24和25中任一个权利要求所述的液体喷头，和用于输送接受从该液体喷头喷射的液体的记录媒体的记录媒体输送装置。
全文摘要
一种液体喷射方法，包括利用一个液体喷头，该液体喷头具有喷射液体的喷出口部分、与该喷出口部分流体连通的液体流道、用于在液体中产生液泡的液泡产生区域及一个活动件，该活动件朝着该液泡产生区域，且具有比其转动部位更靠近该喷出口部分的自由端，在产生的液泡的压力的作用下将该活动件从基准面的位置转到最大偏转位置，以便喷射该液体。其中，满足关系式2θ
文档编号B41J2/055GK1145304SQ96108458
公开日1997年3月19日 申请日期1996年4月26日 优先权日1995年4月26日
发明者冈崎锰史, 木村牧子, 野俊雄, 吉平文, 工藤清光, 中田佳惠 申请人:佳能株式会社