专利名称：喷墨头的制作方法
技术领域：
本发明涉及对记录媒体喷出墨水，进行记录的喷墨头。
背景技术：
近年来，因为喷墨记录装置能容易地获得高质量的文字和图象，所以特别是作为计算机输出设备而被广泛使用。其中，通过由喷嘴内的墨水急速沸腾而产生的急剧压力变化，来使墨水从喷嘴中喷出的起泡喷射方式，能容易地以简单的结构高密度地配置多个喷嘴，所以成为喷墨记录装置的主流。
而且，近年来伴随着喷墨记录装置的普及，对其性能，特别是对图象质量和记录速度的要求不断提高。为了提高图象质量，缩小在记录媒体(特别是记录纸)上记录的点直径是很重要的，其要求与文字文书的情况相比，在以相片为代表的图象的记录的情况下特别显著。例如，在记录文字文书时，文字的美观和小文字的析像所需要的析像度是从600dpi到1200dpi，喷出的液滴如果点直径是80～90μm(如果用体积表示，则为30pl)，就足够了。
对此，在进行图象记录时，例如为了能表现与氯化银相片匹敌的平滑的层次，从1200dpi到2400dpi的析像度是必要的。当以这样的析像度来进行记录时，如果喷出液滴的点直径是40μm(如果用体积表示，约为4pl)，则要求按照图象浓度，分开使用染料浓度从1/4到1/6左右的不同的两种墨水。但如果喷出的液滴点直径缩小到20μm(如果用体积表示，约为05pl)左右，则用单一浓度的一种墨水就能同时满足高浓度部的浓度和低浓度部的平滑度。这样，为了获得与氯化银相片同样的图象质量，就必须实现喷出液滴的小液滴化。
在喷出小液滴的结构的喷墨头中，有必要增加单位时间的液滴喷出次数，所以存在流过发热体的电流量增大，到达发热体的布线部的寄生电阻的压降剧烈，喷出效率下降这一问题。为了防止它，使发热体的电阻值增加来减少电流值的方法是有效的。作为手段，考虑使发热体材料的电阻值增加，但是改变发热体的材料，使电阻值增加是有限度的，另外，在使用新材料时也会产生需要充分验证是否存在功能上问题的情况，所以很难实现。因此，把通过把发热体分割成多个、串联连接来配置在墨水流道内，就能实现高电阻化。
但是，我们知道象这样把发热体分割为多个来进行配置时，作为另外的问题而产生了新问题。
因为喷墨头的结构微细化，所以如图10所示，由于在制造工序中产生偏移，设置在衬底1101上的发热体1102的中心和设置在流道形成构件1103上的喷出口1104的中心发生偏移。1105是墨水流道，1106是墨水供给路。
在以往单个发热体的情况下，不太成问题，但是当把发热体分割为多个来进行配置时，如果发热体1102和喷出口1104的相对位置偏移，则如图11所示，在记录媒体上，喷在远离主液滴的位置上，看来损害图象质量。特别是在比以往小的墨滴中，喷出方向的偏移对图象产生的影响大，所以在比以往小的墨滴中，有必要使喷出方向的偏移难以发生。
本发明人查明该喷出方向偏移在多个发热体中具有设置在相同流道内的发热体的电阻值和形状偏移、膜厚等性能的微小偏移，根据喷出口的位置而容易受到该偏移影响的构造，针对实现对发热体适当的喷出口布局的结构进行了研究。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种即使在喷出口的中心位置和压力发生区域的中心位置稍微出现偏移时，也不会发生喷出方向偏移的情况，从而能高效地从喷出口喷出墨滴的喷墨头。
为了实现上述目的，本发明的喷墨头包括在表面上设置了用于使墨水中产生气泡的发热体的衬底；与所述衬底的表面相对，用于喷出所述墨水的多个喷出口；分别连通该多个喷出口，供给所述墨水的多条墨水流道；通过产生所述气泡而产生的压力，从所述喷出口喷出所述墨水；其特征在于在所述各墨水流道内设置有多个所述发热体；所述喷出口从由所述发热体构成的压力发生区域的中心对于所述衬底的表面，配置在延法线方向延伸的延长线上；所述多个发热体中配置为彼此的距离最远的两个发热体的各自中心间的距离dhc设定为比所述喷出口的开口直径do还大。
根据所述本发明的喷墨头，即使喷出口的中心位置和压力发生区域的中心位置稍微偏移时，多个发热体的发泡偏移的影响小，通过喷出口喷出的墨水液柱碰到喷出口的侧壁面的可能性大大减小，在不发生喷出方向的偏移前提下，墨水的主液滴从喷出口喷出。另外，如果墨水液柱不碰到喷出口的侧壁面，则主液滴从液柱分离的部分一定，所以能使主液滴的尺寸即主液滴落到记录纸等上而形成的点的大小稳定。
另外，通过采用由布线电串联多个发热体的结构，这些发热体与相同尺寸的一个发热体相比，能获得高电阻值，能降低所需的电流值。因此，即使在伴随着喷出液滴的小液滴化，谋求喷出动作的高速化时，也能抑制流过发热体的电流量增大，另外，能抑制到达发热体的布线部的电阻引起的发热和压降、由于大电流流过布线部而产生的感应噪声。
另外，当所述喷出口中心对于所述延长线的偏移量为derr时，通过采用使所述距离dhc、所述开口直径do和所述偏移量derr满足dhc＞do+derr×2这一关系的结构，就不但能使主液滴和液柱的分离部分中产生的微小液滴喷在主液滴的落下位置，而且能使主液滴的落下位置稳定，能使由置位的液滴形成的点的形状和位置稳定。
而且，设置在所述各墨水流道内的所述多个发热体中的至少两个发热体有关分隔所述各墨水流道的隔板间的方向，隔开某间隔dhh配置，有关所述多个发热体中的所述隔板间的方向，彼此离开最远而相邻的两个发热体彼此的间隔dhh是所述各隔板和与所述各隔板分别相邻的所述发热体的间隔dhn的2倍以下，据此而防止残留在墨水中的气泡滞留在所述两个发热体彼此之间的区域中，从而进一步提高墨水喷出稳定性。
另外，本发明的其他喷墨头包括在表面上设置了用于使墨水中产生气泡的发热体的衬底；与所述衬底的表面相对，用于喷出所述墨水的多个喷出口；分别连通该多个喷出口，供给所述墨水的多条墨水流道；具有设置在所述衬底的表面上的流道形成构件；通过产生所述气泡而产生的压力，从所述喷出口喷出所述墨水；其特征在于在所述各墨水流道内设置有多个所述发热体；所述喷出口从由所述发热体构成的压力发生区域对于所述衬底的表面，配置在延法线方向延伸的延长线上；所述多个发热体中，与向着所述压力发生区域流过所述墨水流道内的所述墨水的流动方向正交，在分隔所述各墨水流道的隔板之间的方向上彼此相距最远而配置两个发热体的有关所述墨水流方向的各中心线位于投影在所述压力发生区域上的所述喷出口的外侧。
根据所述本发明的喷墨头，即使喷出口的中心位置与压力发生区域的中心位置稍微偏移时，由于所述两个发热体的由一方发热体产生的液滴飞翔方向偏移与由另一方发热体产生的液滴飞翔方向偏移彼此出现在相反的方向上，所以由一方发热体产生的液滴飞翔方向偏移被由另一方发热体产生的液滴飞翔方向偏移所抵消。因此，能减少液滴飞翔方向的偏移，能稳定液滴的喷出方向。
下面简要说明附图。
图1是表示本发明实施例1的喷墨头中的墨水流道、发热体和喷出口的配置关系的透视俯视图。
图2A和2B是表示图1所示喷墨头中的喷出口中心位置从两个发热体中心位置偏移时的图，图2A是它的俯视图，图2B是它的剖视图。
图3是表示用从图1所示喷墨头喷出的液滴形成的点的形状的图。
图4A和4B是表示本发明实施例2的喷墨头中的墨水流道、发热体和喷出口的配置关系的图，图4A是它的俯视图，图4B是它的剖视图。
图5是表示本发明实施例3的喷墨头中的墨水流道、发热体和喷出口的配置关系的透视俯视图。
图6A和6B是表示图5所示的喷墨头中的喷出口中心位置从两个发热体的对称点位置偏移时的图，图6A是它的俯视图，图6B是它的剖视图。
图7A、7B和7C是模式地表示本发明实施例4的喷墨头主要部分的图，图7A是它的俯视图，图7B是用于说明喷出口列的配置的图，图7C是它的剖视图。
图8A和8B是表示具有图7所示喷墨头的喷墨记录盒的一例的图。
图9是表示能搭载本发明喷墨头的记录装置的一例的概略构成图。
图10A和10B是表示以往的喷墨头中的墨水流道、发热体和喷出口的配置关系的透视俯视图。
图11是表示从以往喷墨头中喷出的液滴形成的点的形状的图。
图12是表示实施例的印字偏移分布的图。
具体实施例方式
下面，参照附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)图1是表示本发明实施例1的喷墨头中的墨水流道、发热体和喷出口的配置关系的透视俯视图。
本实施例的喷墨头具有在表面设置有多个发热体2的衬底1和设置在衬底1上的流道形成构件3。流道形成构件3具有把多个发热体2两两分隔的隔板3a和与衬底1相对的顶壁3b。隔板3a形成对由分隔的两个发热体2构成的压力发生区域供给墨水的多条墨水流道5。另外，在各墨水流道5中，从由两个发热体2构成的压力发生区域的中心，在沿着对于该压力发生区域表面的法线方向延伸的延长线上的顶壁3b上形成有喷出口4。各墨水流道5分别公共连通墨水供给路6，从未图示的墨水容器等墨水供给部件发送给墨水供给路6的墨水从该墨水供给路6提供给各墨水流道5。
这样，在本实施例中，在具有一个喷出口4的一个墨水流道5中分别配置了由2个发热体2构成的压力发生区域，各压力发生区域的两个发热体的中心间距dhc设定为大于喷出口4的开口直径do。据此，即使喷出口4的中心位置如图2A所示，在记录头的制造时，从发热体2的中心位置偏移时，多个发热体的发泡偏移的影响也小，如图2B所示，液柱不会接触喷出口4的侧壁面，主液滴不会发生喷出方向的偏移，从喷出口4喷出。
另外，如果液柱不接触喷出口4的侧壁面，则主液滴从液柱分离的部分一定，所以能使主液滴的大小即主液滴喷在记录纸上而形成的点的大小稳定。
另外，如本实施例所示，在把喷出口4配置在由两个发热体2构成的压力发生区域中心位置的几乎正上方的结构中，如图2A和2B所示，因为喷出口4的中心从各发热体2的中心位置偏移(即喷出口4的中心位于从各发热体2中心的几乎正上方偏移的位置)，所以由各发热体生成的气泡的中心远离喷出口4的中心。因此，墨水流道5内的墨水形成的液面的最靠近与外部气体的界面的部分(喷出口4的中心部分)远离气泡最生长的部分(各发热体2的中心的几乎正上方部分)，所以气泡与外部气体连通的定时比发热体2的中心与喷出口4的中心一致时晚。因此，容易形成特开平11-188870号公报中记载的在墨水流道5内的外部气体连通状态。
如果在墨水流道5内能形成外部气体连通状态，则如图2B所示，能从两个发热体2之间形成通过喷出口4延伸的液柱。据此，能把主液滴的喷出方向限制在给定范围内，所以能使主液滴的喷出方向进一步稳定。
作为本实施例的一个例子，喷出口4的开口直径do为11μm，各发热体2的宽度为12μm，长度为27μm，两个发热体2彼此的配置间隔dhh为3μm，两个发热体2的中心之间距离dhc为14μm。另外，墨水流道5的高度为13μm，流道形成构件3的厚度(接触衬底1的面和喷出口4开口的面之间的宽度)为25μm。
把采用这样构成的记录头配置在记录头的喷出口4开口的面离开记录纸(未图示)2mm的位置上，以15英寸(约38cm)/秒的速度一边扫描，一边使0.9μs的电流脉冲流过发热体2，据此向记录纸喷出了墨滴。使从由两个发热体2构成的压力发生区域中心位置开始的喷出口4中心位置的相对位置偏移量derr不同的几个喷墨头进行了该动作。
而且，从喷在记录纸上的墨滴分析了从由两个发热体2构成的压力发生区域中心位置开始的喷出口4中心位置的相对位置偏移量derr和喷在记录纸上的墨滴形状的关系，如果位置偏移量derr为2μm以下，则成为图3所示的没有主液滴和液柱的分离部分中产生的微小液滴引起的卫星点的良好点状态，另外，几乎没有喷出方向的偏移。但是，如果位置偏移量derr超过2μm，则伴随着位置偏移量derr的增大，渐渐卫星点从主液滴的点分离开，并且液滴的落下位置(喷着位置)的偏移增大。
因此可知，两个发热体2的中心之间的距离dhc最好设定为比喷出口4的开口直径do+(位置偏移量derr×2)大。
而且，如果在相邻的发热体2间构成的非发热部的区域过度宽，则残留在墨水中的气泡滞留在该区域中，该残留气泡吸收了发泡时产生的喷出压力。为了防止它，非发热部即两个发热体2彼此的间隔dhh最好在与各发热体2与隔板3a相邻的端部和隔板3a的间隔dhn的2倍以下。具体地说，当dhn为2μm左右时，最好dhh在4μm以下。在本实施例中，在图12中说明喷出口径不变而改变加热器间距dhc时对印字的影响。图12是印字偏移的分布，纵轴是喷墨头数，横轴是最大偏移量。从图可知，dhc越小，由于由于对齐偏移的影响，偏移大的喷嘴增加。
通过检查偏移、卫星点等的给定图案，判定了这些喷墨头，印字合格率当dhc＝15时，为99％，当dhc＝13时，为95％，当dhc＝10.5时，为90％，当dhc＝9时，为85％。
从该结果也可知，本发明是非常有效的。
另外，本实施例的结构为如上所述，用布线电串联形成细长形状的两个发热体2。据此，与图10所示的面积比较大的发热体相比，能获得3.5为到6倍高的电阻值，必要的电流值为以往的约1/2。因此，即使伴随着喷出液滴的小液滴化，谋求喷出动作的高速化，也能抑制流过发热体2的电流量增大，另外，能抑制到达发热体2的布线部的电阻引起的发热和压降、由于大电流流过布线部而发生的感应噪声。
须指出的是，当伴随着喷出液滴的小液滴化而谋求喷出动作的高速化时，从抑制电流量增加这一电要求和防止由于沸腾的气泡因内部的负压而毁灭时产生的空蚀破坏使发热体受到的冲击的观点出发，过去也提出了分割配置发热体的提议。但是，本实施例配置在一个墨水流道5内的多个发热体2即多个压力发生源对于喷出性能产生怎样的影响的观点出发，有关发热体2、墨水流道5和喷出口4的最佳配置关系进行了研究，这样的例子在过去从未提出过。
(实施例2)图4A和4B是表示本发明实施例2的喷墨头中的墨水流道、发热体和喷出口的配置关系的图，图4A是它的俯视图，图4B是它的剖视图。
如图4A所示，本实施例的喷墨头在一个墨水流道5内设置有4个发热体2为一组的压力发生区域。这些发热体2当墨水流道5内的墨水流方向为X方向，与它正交的方向为Y方向时，在X方向、Y方向各配置了2个。另外，这些发热体2通过布线电串联连接。喷出口4配置在从由四个发热体2构成的压力发生区域中心对沿着对该压力发生区域表面的法线方向延伸的延长线上。
即使在本实施例中，也与实施例1一样，相邻的发热体2彼此的中心间距dhc设定为比喷出口4的开口直径do+(位置偏移量derr×2)大，发热体2彼此间隔dhh设置为各发热体2的与隔板3a相邻的端部与隔板3a的间隔dhn的2倍以下。
根据本实施例的结构，对于压力发生区域的中心位置的喷出口4中心位置不仅在Y方向，在X方向偏移时，液柱不会接触喷出口4的侧壁面，所以主液滴不发生喷出方向的偏移，从喷出口4喷出，能使主液滴的尺寸即主液滴落到记录纸等上而形成的点的大小稳定。
这样，实施例1的结构是喷出口4中心位置对于由两个发热体2构成的压力发生区域中心位置在Y方向偏移时发挥了该效果，而本实施例不仅是在Y方向，在X方向偏移时也发挥了该效果，所以能进一步稳定地进行液滴的喷出。
须指出的是，本发明的喷墨头并非只适用于如实施例1和实施例2那样在一个墨水流道5内设置有2个或4个发热体2的情况，而是能适用所有在一个墨水流道5内设置有2个以上发热体的情况。
此时，所述的距离dhc定义为“多个发热体中彼此最远离配置的两个发热体的各中心间距”，另外，所述间隔dhh定义为“多个发热体中的、有关分隔墨水流道的隔板间的方向，彼此最为远离而相邻的2个发热体彼此的间隔”(实施例3)图5是表示本发明实施例3的喷墨头中的墨水流道、发热体和喷出口的配置关系的透视俯视图。
实施例3的喷墨头也与实施例1同样，在一个墨水流道5内配置了两个细长形状的发热体。记录头的其他结构也与实施例1同样。
在本实施例中，各发热体2的宽度为11μm，长度为27μm，两个发热体2彼此的间隔dhh为4μm，两个发热体2的中心之间的距离dhc为15μm。另外，喷出口4的开口直径do为10.5μm，从衬底1的上表面到喷出口4的开口面的高度OH为40μm。
这样，在喷出口4的开口面和衬底1的表面比较远离的结构中，在发热体2上沸腾的气泡不与外界气体连通而再次凝结液化。因此，根据该结构，液滴的终端不会象发热体2上沸腾的气泡与外界气体连通的结构那样附着在喷出口4的壁面上，所以由该终端部分构成的微小液滴难以向与主液滴不同的方向飞翔。
但是，如图6A、6B所示，当喷出口4的中心位置从由两个发热体2构成的压力发生区域的中心位置偏移时，液滴的喷出方向容易受基于一方发热体2的气泡影响，容易在飞翔方向上产生偏移。在此，图6A和6B是表示图5所示喷墨头中的喷出口中心位置从两个发热体的对称点位置偏移时的图，图6A是它的俯视图，图6B是它的剖视图。
如上所述，由于喷出口4的中心位置从由两个发热体2构成的压力发生区域中心位置偏移而使液滴的飞翔方向上产生偏移的事实由于以下两个原因，例如在要喷出5pl以下的比较小的液滴时，特别容易发生。
作为第一要因，为了喷出小液滴，有必要缩小喷出口4，但是据此，包含喷出口4的筒部的流体阻力增加，所以喷出速度下降，液滴的喷出动作变得不稳定。作为防止它的方法，考虑到缩短衬底1到喷出口4的开口面的距离，降低筒部的流道阻力。但是，根据该方法，包含喷出口4的筒部具有的墨水整流作用下降，从喷出口4喷出的液滴容易直接受到基于一方发热体2的气泡的影响，所以在液滴的飞翔方向上的偏移反而增大。
作为第二要因，为了喷出小液滴的最好的发热体尺寸比为了喷出大液滴的最好的发热体尺寸小，而且，当把某尺寸的发热体分割为多个时，各发热体尺寸会进一步减小，所以沸腾后的发热体附近的墨水的运动中，容易产生基于相对于发热体位置的差。当发热体比较大时，即使相对于发热体的位置稍微不同，也不会太影响发热体附近墨水的运动，但是基于相对于发热体位置的不同的影响伴随着发热体的减小而相对增大。因此，如果缩小一个发热体的尺寸，则液滴的喷出动作容易变得不均匀。
图5所示本实施例的喷墨头是着眼于这点而形成的，两个发热体2的中心间距dhc两个发热体2有关墨水流方向即X方向的各中心线与投影在由这两个发热体2构成的压力发生区域之上的喷出口4隔开间隙，设定在位于喷出口4的外侧。根据该结构，由一方的发热体2能产生的液滴飞翔方向的偏移与由另一方的发热体2能产生的液滴飞翔方向的偏移抵消。因此，能减少液滴飞翔方向的偏移，能稳定液滴的喷出方向。
须指出的是，即使是在喷出口4中心位置从由两个发热体2构成的压力发生区域中心位置上偏移时，只要两个发热体2的各自的中心线与投影在这两个发热体2上的喷出口4隔开间隙而位于喷出口4的外侧，就能获得抵消液滴飞翔方向偏移的作用。
(实施例4)图7A、7B和7C是模式地表示本发明实施例4的喷墨头主要部分的图，图7A是它的俯视图，图7B是用于说明喷出口列的配置的图，图7C是它的剖视图。
如图7C所示，本实施例的记录头300具有包含作为能量转换元件的发热电阻元件15a、15b的衬底17、形成喷出口31和向喷出口31供给墨水的墨水流道30的孔板16。
在本实施例中，衬底17由面方位<100>的单晶硅形成，在它的上表面(与孔板16的连接面)上，使用半导体工艺形成有发热电阻元件15a和15b、用于驱动这些发热电阻元件15a和15b的由驱动晶体管等构成的驱动电路33、与后面描述的布线板连接的接触焊盘19、以及连接驱动电路33和接触焊盘19的布线18等。另外，在衬底17上设置有上述的驱动电路33、发热电阻元件15a和15b、布线18和接触焊盘19的区域以外的区域中，设置有5个通过各向异性蚀刻而形成的贯通口，这些贯通口分别形成有用于分别向后面描述的喷出口列21a、21b、22a、22b、23a、23b、24a、24b、25a、25b供给液体的墨水供给口32。须指出的是，图7A模式地表示安装了对衬底17近似透明的孔板16的状态，省略了对上述墨水供给口32的描绘。
喷出口列21a、21b、22a、22b、23a、23b、24a、24b、25a、25b分别与墨水供给口32连通的彼此形成组，构成5个喷出口列组21、22、23、24、25。在这些喷出口列组中，对喷出口列组21、25供给青色(C)墨水，对喷出口列组22、24供给品红(M)色墨水，对喷出口列组23供给了黄色(Y)墨水。另外，在各喷出口列组中，如图7B所示，相邻的喷出口列，例如有关喷出口列组23，在排列方向彼此只偏移ta。
设置在该衬底17上的孔板16由感光性环氧树脂形成，例如通过特开昭62-264957号中描述的工序，对应所述的发热电阻元件15a和15b而形成有喷出口31和液体流道30。在此，如特开平9-11479号公报所述，在硅衬底17上形成有氧化硅膜或氮化硅膜(未图示)后，形成具有喷出口31和液体流道30的孔板16，通过用所述的各向异性蚀刻除去形成墨水供给口32的部分的氧化硅膜或氮化硅膜来制作上述记录头的方法在以低价制作精密记录头时比较合适。
图8A和8B是表示具有图7A、7B和7C所示的喷墨头的喷墨记录盒的一例的图。
具有所述衬底17和孔板16的记录头300利用由于发热电阻元件15a和15b作用的热能引起的膜状沸腾而产生的气泡压力，从喷出口31喷出墨水等液体来进行记录。如图8A所示，记录头300固定在向上述的墨水供给口32供给墨水的墨水流道形成构件12上，当通过把接触焊盘19与布线板13连接，设置在该布线板13上的电连接部11连接了后面描述的记录装置的电连接部时，能从记录装置接收驱动信号等。
在墨水流道形成构件12中，除了能喷出上述Y、M、C各墨水的记录头300外，固定着具有用于喷出黑墨水(Bk)的喷出口列40、41的记录头400，组合它们，就形成了能喷出4色墨水的记录头盒100。
图8B和8C是表示具有上述记录头300的记录头盒100的一例的立体图。如图8C所示，该记录头盒100具有用于保持向上述墨水流道形成构件12供给墨水的墨水容器200Y、200M、200C、200Bk的容器支架150。
如果再参照图7，则本实施例的记录头300在一块衬底17上构成10列喷出口列，在衬底上形成5个槽状墨水供给口32，各喷出口列组的各喷出口列沿着墨水供给口32的长度方向，在两侧各配置了一个。
从各墨水容器200Y～200Bk经由墨水流道形成构件12导入各墨水供给口32的墨水从衬底17的背面一侧向表面一侧供给，通过形成在衬底17表面上的墨水流道30，导入喷出口31内。然后，该墨水被设置在衬底17表面的各喷出口31附近的发热电阻元件15a和15b加热沸腾，通过由此产生的气泡的压力，从喷出口31喷出。
如上所述，对各墨水供给口32，从图7B的左侧开始按顺序分别供给青色(C)墨水、品红(M)色墨水、黄色(Y)、品红(M)色墨水、青色(C)墨水，因此，成为喷出青色墨水的4列喷出口列21a、21b、25a、25b、喷出品红色墨水的4列喷出口列22a、22b、24a、24b、喷出黄色墨水的2列喷出口列23a、23b。当记录头300在图7A的箭头的左方向扫描时，从喷出口列组21、22、23喷出墨水，进行记录，当在右方向扫描时，从喷出口列组25、24、23喷出墨水，进行记录。通过采用向各喷出口列供给各色墨水的结构，即使在一边使记录头300向图7A的箭头的任意方向移动，一边进行记录时(双向记录)，在向前往方向的移动时和向返回方向的移动时，记录媒体上的墨水的重叠顺序是相同的，所以能高速地记录无颜色不均匀的高图象质量的图象。
本实施例的记录头300的喷出青色墨水的喷出口列组21、25和喷出品红色墨水的喷出口列组22、24分别由喷出的液滴尺寸不同的喷出口组成的两列喷出口列构成。即喷出青色墨水的喷出口列组21、25分别由喷出比较大液滴的喷出口组成的喷出口列21a、25a和喷出比较小液滴的喷出口组成的喷出口列21b、25b构成。另外，喷出品红色墨水的喷出口列组22、24分别由喷出比较大液滴的喷出口组成的喷出口列22a、24a和喷出比较小液滴的喷出口组成的喷出口列22b、24b构成。
对应于此，在喷出比较大液滴的喷出口列21a、22a、23a、24a的各喷出口内设置有比较大的发热电阻元件15a，在喷出比较小液滴的喷出口列21b、22b、23b、24b的各喷出口内设置有比较小的发热电阻元件15b。
根据这样的结构，分开使用记录中使用的喷出口，使用喷出比较小液滴的喷出口31b记录要求记录图象的高精细记录的部分，使用喷出比较大液滴的喷出口31a记录此外的部分，据此，不但能维持记录动作的高速性，而且能进行高图象质量的记录。为了最平衡地使高图象质量性和高速性成立，最好把从喷出比较大液滴的喷出口列21a、22a、23a、24a的各喷出口喷出的液滴量(尺寸)和喷出比较小液滴的喷出口列21b、22b、23b、24b的各喷出口喷出的液滴量(尺寸)的比设定为2∶1或以上。
另外，喷出黄色墨水的喷出口列组23由喷出比较大液滴的喷出口组成的两列喷出口列23a构成，在各喷出口列23a的各喷出口内，设置有与喷出口列21a、22a、23a、24a、25a中使用的相同的比较大的发热电阻元件15a。
在本实施例中，喷出比较大液滴的喷出口列21a～25a的各喷出口31a形成墨水流道30内的墨水流方向的直径19.5μm、与它正交方向的直径12μm的椭圆形，喷出比较小液滴的喷出口列21b～25b的各喷出口31b形成直径11μm的圆型。在设置有喷出比较大液滴的喷出口31a的墨水流道30内，彼此隔开4μm的间隔，配置有宽度12μm、长度28μm的两个发热电阻元件15a。而在设置有喷出比较小液滴的喷出口31b的墨水流道30内，彼此隔开3μm的间隔，配置了宽度12μm、长度27μm的两个发热电阻元件15b。须指出的是，流道形成构件(孔板16)的厚度是25μm，有关任意的喷出口31a、31b，流道的高度(从衬底表面到喷出口的开口面的高度)都形成13μm。
这样构成的记录头300从喷出比较大液滴的喷出口31a稳定地喷出约5pl的液滴，从喷出比较小液滴的喷出口31b稳定地喷出约2.5pl的液滴，所以能获得优异的落下精度，通过点形状能获得高图象质量的图象。
须指出的是，在本实施例1中说明了最佳的结构，但是有关从各墨水供给口32供给的墨水种类、墨水供给口32、喷出口列的数量并不局限于以上所述的结构，而是可以进行适当变更。
(其他实施例)最后，参照图9说明能搭载所述各实施例中说明的喷墨头、或记录头盒的记录装置。图9是表示能搭载本发明喷墨头的记录装置的一例的概略构成图。
如图9所示，记录头盒100可更换地搭载在滑架102上。记录头盒100具有记录头部件和墨水容器，另外，设置有用于授受用来驱动头部的信号等的连接器(未图示)。
记录头盒100定位并可交换地搭载在滑架102上，在滑架102上设置有用于通过所述连接器向各头部传递驱动信号的电连接部。
滑架102沿着在主扫描方向(图示箭头方向)延伸、配置在装置主体上的导轴被引导支撑为可往返移动。而且，由主扫描电动机104，通过电动机皮带轮105、从动滑轮106、定时带107等驱动机构，驱动了滑架102，并且控制了它的位置和移动。另外，原位置传感器130设置在滑架102上。据此，滑架102上的原位置传感器130检测通过遮蔽板136的位置，能知道滑架102配置在原位置。
驱动供纸电动机135，通过传动装置使传动辊131旋转，从自动薄板供给器132把记录用纸和塑料薄板等记录媒体108一张一张分开供给。通过输送辊109的旋转，通过与记录头盒100的喷出口面相对的位置(打印部)，输送记录媒体108(副扫描)。此时，在记录媒体108的输送方向顶端部通过了纸端传感器133的时刻，进行了是否实际供给了记录媒体108的判定和供纸时的露头位置的确定。另外，纸端传感器133检测记录媒体108的后端实际在哪里，用于从实际的后端最终查出现在的记录位置。
须指出的是，为了在打印部形成平坦的打印面，记录媒体108的背面由压纸卷筒(未图示)支撑。此时，搭载在滑架102上的记录头盒100的喷出面从滑架102向下方突出，保持为与记录媒体108平行。
记录头盒100搭载在滑架102上，使喷出口列的排列方向为与上述滑架102的扫描方向交叉的方向，重复一边从这些喷出口列喷出墨水、一边使记录头盒100扫描、在主扫描方向进行记录的动作、和通过输送辊109把记录媒体108在副扫描方向只输送1主扫描部分的记录宽度的动作，对记录媒体108进行记录。
综上所述，在本发明的喷墨头中，把设置在各墨水流道内的多个发热体中的彼此配置得最远的2个发热体的各自的中心间距dhc设定为比喷出口的开口直径do更大，所以即使喷出口的中心位置和压力发生区域的中心位置稍微偏移，通过喷出口喷出的墨水液柱也不会接触喷出口的侧壁面，所以不会发生喷出方向的偏移而从喷出口喷出墨滴。另外，通过采用由布线来电串联多个发热体的结构，就能获得比与多个发热体尺寸相同的一个发热体更高的电阻值，从而能降低所需的电流值，所以能提高喷墨头的喷出效率。
另外，在本发明的其他喷墨头中，因为设置在各墨水流道内的多个发热体中的、与向压力发生区域流动墨水流方向正交的、在分隔各墨水流道的隔板之间方向上彼此配置得最远的两个发热体的有关墨水流方向的各自的中心线，位于在压力发生区域上投影的喷出口外侧，所以即使喷出口的中心位置和压力发生区域的中心位置稍微发生偏移，也会因一方发热体产生的液滴的飞翔方向偏移被另一方发热体产生的液滴的飞翔方向偏移所抵消，而使液滴飞翔方向的偏移减少，从而能稳定液滴的喷出方向。
权利要求
1.一种喷墨头，包括在表面上设置了用于使墨水产生气泡的发热体的衬底；与所述衬底的表面相对，用于喷出所述墨水的多个喷出口；分别连通该多个喷出口，供给所述墨水的多条墨水流道；通过产生所述气泡，利用产生的压力从所述喷出口喷出所述墨水；其特征在于在所述各墨水流道内设置多个所述发热体，所述喷出口配置在相对于所述衬底的表面，从由所述发热体构成的压力发生区域的中心向法线方向延伸的延长线上；所述多个发热体中的、被配置为彼此间的距离最远的两个发热体的各自的中心之间的距离dhc被设定为比所述喷出口的开口直径do还大。
2.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于当把所述喷出口中心相对于所述延长线的偏移量设为derr时，所述距离dhc、所述开口直径do和所述偏移量derr满足dhc＞do+derr×2的关系。
3.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于设置在所述各墨水流道内的所述多个发热体中的至少两个发热体，在分隔所述各墨水流道的隔板之间的方向上隔开间隔dhh而配置，在所述多个发热体中的所述隔板之间的方向上彼此离开最远而相邻的两个发热体彼此的间隔dhh是所述各隔板和与所述各隔板分别相邻的所述发热体的间隔dhn的2倍以下。
4.一种喷墨头，包括在表面上设置了用于使墨水产生气泡的发热体的衬底；与所述衬底的表面相对，用于喷出所述墨水的多个喷出口；分别连通该多个喷出口，供给所述墨水的多条墨水流道；具有设置在所述衬底的表面上的流道形成构件；通过产生所述气泡，利用产生的压力从所述喷出口喷出所述墨水；其特征在于在所述各墨水流道内设置有多个所述发热体；所述喷出口相对于所述衬底的表面，配置在从由所述多个发热体构成的压力发生区域向法线方向延伸的延长线上；在所述多个发热体中，与在所述墨水流道内向着所述压力发生区域流动的所述墨水的流动方向正交，在分隔所述各墨水流道的隔板之间的方向上彼此相距最远而配置两个发热体的、有关所述墨水流方向的各自的中心线，位于投影在所述压力发生区域上的所述喷出口的外侧。
5.根据权利要求4所述的喷墨头，其特征在于所述气泡不通过所述喷出口与外部气体连通而消泡。
全文摘要
本发明公开了一种喷墨头，包括在表面上设置了用于使墨水中产生气泡的发热体的衬底；与所述衬底的表面相对，用于喷出所述墨水的多个喷出口；分别连通该多个喷出口，供给所述墨水的多条墨水流道。在所述各墨水流道内设置有多个所述发热体，所述喷出口相对于所述衬底的表面，配置在从由所述发热体构成的压力发生区域的中心向法线方向延伸的延长线上。所述多个发热体中配置为彼此的距离最远的两个发热体的各自的中心间的距离dhc被设定为比所述喷出口的开口直径do还大。在所述喷墨头中，即使所喷出口中心位置和压力发生区域中心位置稍微偏移，墨水的主液滴也不会发生喷出方向的偏移而从喷出口喷出。
文档编号B41J2/05GK1453132SQ031222
公开日2003年11月5日 申请日期2003年4月23日 优先权日2002年4月23日
发明者金子峰夫, 土井健, 佃圭一郎, 及川真树, 矢部贤治 申请人:佳能株式会社