喷液头的制作方法

专利名称：喷液头的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于喷出液体例如墨的喷液头。
背景技术：
近年来，对于与传统记录设备相比具有高得多的速度、分辨率以 及图像质量并且噪音显著降低的记录设备的需求正在增加。 一种能够 满足这种需求的记录设备是喷墨记录设备。喷墨记录设备构造成通过 从其记录头喷出墨滴(记录液体)从而使墨滴飞到记录纸上并粘附到 记录纸的表面上而在记录纸上记录图像。
通常，喷墨记录设备使用能量产生元件作为喷出墨滴的装置。在 各种能够用作喷出墨滴的装置的能量产生元件中，广泛使用例如加热 器的电热换能器以及例如压电元件的机电换能器。通过控制施加于这 两种装置上的电信号，在它们的喷墨操作中能够对其进行控制。使用
电热换能器的喷墨方法所基于的原理如下当电压施加于电热换能器 上时，与电热换能器接触的墨的主体瞬间沸腾，即，产生气泡(墨的 主体发生相变)，使得电热换能器附近的压力急剧增加。结果，墨滴从 喷墨头经喷墨头的附近开口喷出。使用机电换能器(压电元件)的喷 墨方法所基于的原理如下当电压施加于压电元件时，元件移位，使 得机电换能器附近的压力急剧增加。结果，墨滴在元件位移产生的压 力的作用下从喷墨头的附近开口喷出。
使用电热换能器作为喷墨能量产生元件的喷墨方法的优点在于 其不需要大量的空间；其允许记录头的结构简单；并且其使得更容易 在小空间内设置大量的喷墨喷嘴。另一方面，该喷墨方法也受其独有 的问题的困扰。其中的一个问题是电热换能器产生的热在记录头中积 聚，这导致喷墨记录头喷出的墨滴体积变化。另一个问题是电热换能
器受气泡破裂所产生的沖击的影响；电热换能器会遭到气蚀。另外， 该喷墨方法还存在如下的问题已经溶入墨中的空气会作为气泡在记 录头中重新出现，从而影响喷墨记录头的喷墨性能和图像质量。
存在各种用于解决上述问题的方法。下面的文献列出了其中的一
些
文献1:日本特开昭54 - 161935号公才艮； 文献2:日本特开昭61 - 185455号公报； 文献3:日本特开昭61 - 249768号公报； 文献4:日本特开平04 - 10941号公报。
这些文献涉及基于喷墨的记录方法以及喷墨记录头。更具体而言， 上述文献中揭示的这些喷墨方法的特征在于喷墨头构造成使得通过 利用记录信号驱动电热换能器而产生的气泡被允许逃逸进入大气(周 围空气)中。这些文献宣称使用其所公开的喷墨记录方法能够提供这 样一种喷墨记录头相比现有技术的喷墨头，该记录头在墨滴体积方 面显著地更加稳定、墨滴体积明显更小并且墨滴喷出速度明显更高。 进一步地，这些文献宣称其能够防止气泡破裂时气蚀的发生，因此能 够增加喷墨记录头的使用寿命。而且，这些文献宣称，使用其所公开 的喷墨记录方法能够提供分辨率比现有技术的喷墨记录设备高得多的 喷墨记录头。
在上述文献中公开的喷墨记录头的结构的特征在于为了允许气 泡逃逸入大气中，用于产生气泡的电热换能器与喷出墨的相应喷嘴之 间的最小距离要比现有技术的喷墨记录头小得多。
图12示出了一种根据现有技术的喷墨打印头的喷嘴的典型形式。 图12 (A)是根据现有技术的该喷墨记录头的、从垂直于喷墨记录头 的基板的方向观察的俯视图；图12 (B)是在图12 (A)中所示的面 F-F处剖得的该喷墨记录头的剖面图。图12 (c)是在图12 (A)中 所示的面G - G处剖得的该喷墨记录头的剖面图。
下面描述上述类型的喷墨记录头的结构。该喷墨记录头由基板 102、多个加热器111、墨通路板103 (孔板)组成。各加热器111是
用于喷墨的电热换能器，其位于基板102上。墨通路板103与基板102 结合以形成墨通路。墨通路板103具有多个通路，墨通过这些通路 流动；公共墨腔116，墨从这里流向多个墨通路中的每一个；以及多 个孔114 (喷嘴的向外的端部)(图12 )，墨滴通过这些孔喷出记录头。 各喷嘴具有气泡产生腔120，其中通过加热器111产生气泡；以及 墨通路119 (专用墨通路)，墨通过该墨通路到达气泡产生腔120。加 热器111位于气泡产生腔120的底面(其是基板102的顶面的一部分) 上。基板102具有供墨腔(公共墨腔)，其用来将来自基板102的背侧 的墨供应给各专用墨通路119,所述基板102的背侧即基板102的主 表面(顶面)——即与墨通路板103接触的侧——的相对侧。另外， 墨通路板103设置有多个喷墨出口 114，这些喷墨出口与基板102上 的加热器111 一一相对。
如上所述构造的记录头的操作如下供应到公共墨腔的墨通过各 喷嘴的专用墨通路119被供应至气泡产生腔120,并且灌满气泡产生 腔120。借助墨在加热器111作用下瞬间沸腾(膜沸腾)时产生的气 泡，气泡产生腔120中的墨沿着大致垂直于基板102的主表面的方向 喷出。随着墨从喷墨口 114喷出，墨以墨滴的形式飞离。
当前，在使用喷墨打印机在普通纸等上记录时，希望打印机以高 速记录，而当喷墨打印机在特殊用途纸例如光面纸上记录上，希望其 以高等级的图像质量进行记录。在高速下形成高质量图像的方法之一 是使用这样一种喷墨记录头其即使在以高速记录时也能保持相对大 的墨滴体积。作为用于实现高速打印机例如上述这种打印机的手段， 存在增加喷墨打印头的喷嘴响应速度的方法，并且存在通过以更高的 密度设置喷嘴而增加喷墨头的喷嘴数量的方法。
用于以高密度设置多个喷嘴的公知方法之一是如图13中所示的 以曲折形图案设置喷墨口 114。图13 ( A)是从垂直于基板主表面的 方向观察的、该喷墨记录头的一部分的俯视图，图13(B)是喷墨记 录头的位于记录头基板上的布线的俯视图。
然而，图13 (A)和图13 (B)中所示的以曲折形图案设置喷墨
口 114的方法存在如下问题为了增加喷墨记录头的喷墨口密度，各 第二喷嘴105b的专用墨通路119b的宽度不得不减小。
减小第二喷嘴105b的专用墨通路119b增加了专用墨通路119b 的粘滞阻力D(粘滞阻力D的值可以利用下面给出的数学公式l来计 算)。这样，减小了喷嘴105b的响应速度，使得难以增加喷墨记录头 的记录速度。
7:液体的粘度
专用墨通路119b的给定位置的横截面的尺寸 gw:专用墨通路119b的给定位置的形状系数 /:专用墨通路119b的长度
用于增大第二喷嘴105b的墨供给通路119b的横截面尺寸的方法 之一是将第一喷嘴105a的加热器111和气泡产生腔112形成为使得当 从垂直于基板主表面的方向观察时加热器111呈矩形，并且还使得气 泡产生腔120的竖直截面呈矩形。使用该方法可以防止喷墨记录头的 喷嘴密度的增加使得记录头响应速度减小的问题。然而，该方案具有 其自身的问题。即，如果加热器lll制成为矩形，并且第二喷嘴105b 的气泡产生腔120形成为使得不仅其竖直截面呈矩形并且其极为窄 长，则气泡容易聚集于气泡产生腔120中。随着气泡在气泡产生腔120 中的聚集，这些气泡使得喷墨记录头错误地喷墨。也就是说，这些气 泡使得喷墨记录头喷出墨滴的形状发生改变，从而造成卫星墨滴产生 数量增加的问题。

发明内容
因此，本发明的主要目的是解决上述问题，以使得能够提供一种 高速喷液头，其与根据现有技术的高速喷液头相比喷嘴响应高得多， 因此在记录速度和图像质量方面要高得多。
根据本发明的一个方面，提供了一种喷液头，包括多个喷嘴， 每一喷嘴包括用于喷射液滴的喷射口；喷射能量产生元件，其设置在
与所述喷射口相对的位置处，用来产生用于喷射液滴的能量；压力腔， 其设置有所述喷射能量产生元件并且与所述喷射口流体连通；以及供 应通路，其用于将液体供应至所述压力腔；其中，所述多个喷嘴包括 第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴与所述供应通路 中的、长度彼此不同的相应供应通路连通，其中，所述第一喷嘴和所 述笫二喷嘴设置于在用于将所述液体供应至所述第一喷嘴的细长的供
应腔的宽度方向上的一个端部处，其中，所述第一喷嘴的所述供应通 路沿着与液体从所述喷射口喷射的方向垂直的方向延伸，并且与所述 供应腔流体连通，并且其中，所述第二喷嘴的所述供应通路沿着与液 体的喷射方向平行的方向延伸。
根据本发明，第一喷嘴与公共供墨腔连通，并且沿着与液体的喷 射方向垂直的方向延伸，而第二喷嘴沿着与墨的喷射方向平行的方向 延伸，从而使得与根据现有技术的对比喷墨记录头中喷嘴的设置密 度级别相比，能够以高得多级别的密度设置多个喷嘴，而不降低喷墨 记录头的喷嘴响应。因此，与根据现有技术的对比喷墨记录头相比， 本发明能够显著增加喷墨记录头(装置)的记录速度。
在考虑了下面结合附图对本发明优选实施方式的描述，本发明的 这些和其他目的、特征及优点将变得更加明显。


图l是根据本发明的典型喷墨打印机的透视图，示出了该设备的 结构。
图2是该喷墨打印机的框图。 图3是根据本发明的典型喷墨记录头的示意图。 图4是本发明笫一实施方式的喷墨记录头的喷嘴结构的示意图。 图5是该第一实施方式的喷墨记录头的位于喷墨记录头基板上的 布线的示意图。
图6是本发明笫二实施方式的喷墨记录头的一部分的俯视图，示 出了其喷嘴结构。
图7是本发明第三实施方式的喷墨记录头的一部分的示意图，示 出了其喷嘴结构。
图8是本发明第四实施方式的喷墨记录头的一部分的示意图，示
出了其喷嘴结构。
图9是本发明第五实施方式的喷墨记录头的一部分的示意图，示
出了其喷嘴结构。
图IO是本发明第六实施方式的喷墨记录头的一部分的示意图，示
出了其喷嘴结构。
图11是本发明第七实施方式的喷墨记录头的一部分的示意图，示 出了其喷嘴结构。
图12是与根据本发明的喷墨记录头进行对比的、根据现有技术的 典型喷墨记录头的喷嘴之一的示意图。
图13是与根据本发明的喷墨记录头进行对比的、根据现有技术的 典型喷墨记录头的一部分的俯视图，其示出了该部分的多个喷嘴。
具体实施例方式
下面参考附图详细描述本发明的优选实施方式。
<喷墨打印机>
图l是根据本发明的典型喷墨打印机的透视图，其示出了该设备 的结构。
从图1中可以看到，喷墨打印机IJRA设置有用于以扫描记录介 质P例如一页记录纸的表面的方式移动记录头IJH跨越记录介质P的 滑架HC。滑架HC具有安装在导螺杆5005的螺旋槽5004中的销(未 示出)，通过驱动力传递齿轮5009 - 5011并且借助马达5013的向前或 向后转动，导螺杆5005向前或向后转动。滑架HC由导轨5003以可 移动方式支撑。当导螺杆5005被旋转驱动时，滑架HC沿箭头标记a 所指示的方向或者箭头标记b所指示的方向往复移动。该滑架HC将 喷墨墨盒IJC固定于其顶面上。喷墨墨盒IJC是记录头IJH和墨容器
IT的一体的组合物。
喷墨打印机IJRA还设置有压纸板5002,压纸板5002跨越记录介 质P在滑架HC移动方向上的整个范围将记录介质P压在压印板5000 上。另外，喷墨打印机IJRA设置有一对光电耦合器5007和5008，其 为本位检测装置，用于检测滑架HC的用于切换马达5013待转方向的 杆5006的存在等目的。
进一步地，喷墨打印机IJRA设置有恢复单元，恢复单元通过经 由记录头遮盖件5022的开口 5023抽吸喷墨打印机IJRA的喷墨记录 头中的墨来使喷墨打印机IJRA的喷墨性能恢复。该恢复单元具有 遮盖件5022,其用来遮盖记录头IJH的喷墨侧；遮盖件支撑件5016， 其用来支撑该遮盖件5022;以及抽吸装置5015，其用来减小遮盖件 5022的内部压力。恢复单元还具有清洁刮刀5017，其用于刮去粘附 到记录头IJH的喷墨侧上的墨；以及支撑件5019，其以刮刀5017能 够前后移动的方式支撑刮刀5017。该恢复单元由底架5018支撑。该 恢复单元的刮刀5017以及用于支撑刮刀5017的结构不必局限于上面 描述的这些。显然，可以使用任意与本发明的该实施方式兼容的公知 喷墨头清洁刮刀来代替刮刀5017。该恢复单元还设置有杆5021,其用 于开始用于抽吸喷墨记录头中的墨以恢复其性能的操作。杆5021借助 与滑架HC接合的凸轮5020的运动而运动。杆5021的运动由马达经 任一公知的机械动力传递机构例如离合器传至杆5021的驱动力来控 制。
喷墨打印机IJRA构造成使得恢复单元的前述遮盖操作、清洁操 作以及基于抽吸的性能恢复操作在滑架HC处于其本位区域(本位附 近的区域)时一~^滑架HC由导螺杆5005移动到该区域——通过旋转 地驱动导螺杆5005在与上述操作分别对应的位置处来执行，顺便提一 下，恢复单元结构不必局限于如上所述的恢复单元结构；可以使用任 意的恢复单元结构，只要能够以公知的定时来进行上述操作。
<控制系统>
下面将描述用于控制上述喷墨打印机的记录操作的控制系统的结构。
图2是喷墨打印机IJRA的控制线路的框图，示出了该线路的结 构。从图2中可以看到，该控制线路具有接口 1700，记录信号通过 该接口输入；以及MPU (微处理器)1701，其用作逻辑电路。该控制 线路还具有只读存储器(ROM) 1702，其中存储有MPU 1701执行 的控制程序；动态随机存取存储器(DRAM) 1703，其中存储有各种 数据(记录信号、待传给记录头IJH的记录数据等)。另外，控制线 路具有门阵列(G.A.) 1704，其控制用于向记录头IJH输出记录数据 的操作。门阵列1704还控制用于在接口 1700、 MPU 1701以及RAM 1703之间传输数据的操作。
该控制线路通过用于驱动记录头IJH的头驱动器1705来控制记 录头IJH的驱动。通过马达驱动器1706和马达驱动器1707,该控制 线路还控制用于运送记录头IJH的托架马达1710的驱动和用于运送 记录介质P的运送马达1709的驱动，其中马达驱动器1706和马达驱 动器1707分别驱动运送马达1709以及托架马达1710。
下面将描述上述控制线路的操作。当记录信号通过接口 1700被输 入控制线路中时，记录信号在门阵列1704和MPU 1701之间转换成用 于打印机的记录数据。然后，马达驱动器1706和1707被驱动，并且 记录头IJH根据送至头驱动器1705的记录数据而被驱动。结果，在 记录介质P上形成图像。
接下来将描述喷墨记录头IJH。在前述的两种喷墨记录头中，该 喷墨记录头IJH是具有用于产生热能的喷墨能量产生元件以从喷墨记 录头中喷出液态墨的记录头。该喷墨记录头IJH使用喷墨能量产生元 件产生热能，并且利用热能来使墨发生相变。通过使用这种喷墨方法， 与根据现有技术的对比喷墨记录设备相比，该喷墨记录头IJH能够获 得在记录文本或图像时的显著高等级的图像密度以及显著高等级的精 确度。具体地，在该实施方式中，使用电热换能器作为用于产生热能 的喷墨能量产生元件。也就是说，通过利用当电热换能器产生的热使
墨瞬间沸腾(膜沸腾)而生成气泡时所产生的压力来喷墨。 首先将描述该实施方式中的喷墨记录头的整体结构。
图3 (A)是根据本发明的典型喷墨记录头的示意图。图3 (B) 是在图3 (A)中所示的A-A面处剖得的该喷墨记录设备的剖面图。
参考图3 (A)和3 (B)，该喷墨记录头设置有基板2，其上形 成有加热器ll(发热电阻)，其为电热换能器；以及墨通路板3(孔板)， 其结合至基板2以形成墨通路。
基板2可由例如玻璃、陶瓷、树脂、金属等形成。不过，通常， 其由硅(Si)形成。加热器ll和布线电极(未示出)位于碁板2的主 表面上。布线电极用来将电压施加至加热器11。加热器11和布线电 极直接形成于基板2的主表面上。各加热器11覆盖有介电膜(未示出) 以改善散热，介电膜覆盖有保护膜(未示出)以保护加热器11 (介电 膜)不受气蚀损害。另外，用于形成喷嘴等的墨通路板3例如由金属、 聚酰亚胺、聚砜或环氧树脂等形成。
再次参考图3 (A)和3 (B)，该喷墨记录头具有多个加热器 11;多个具有供墨滴经其喷出的喷墨口 14a的喷嘴5a;以及多个具有 供墨滴经其喷出的喷墨口 14b的喷嘴5b。更具体而言，存在两组喷嘴 5a以及两组喷嘴5b。 一组喷嘴5a位于公共供墨腔16的一侧，而另一 组喷嘴5a位于该公共供墨腔16的另一侧。进一步地， 一组喷嘴5b 位于公共供墨腔16的一侧，而另一组喷嘴5b位于公共供墨腔16的另 一侧。另外，位于公共供墨腔16的、在与公共供墨腔16的短边平行 的方向上的一侧的喷嘴5a和5b构成了第一喷嘴列17，而在公共供墨 腔16的另一侧上的喷嘴5a和5b构成了第二喷嘴列18。
图4是第一实施方式的喷墨记录头的示意图，其示出了喷嘴的结 构。图4 ( A)是从与基板2的主表面垂直的方向观察的该喷墨记录头 的一部分的俯视图。图4 (B)是在图4 (A)中所示的B-B面处剖 得的该喷墨记录头的剖面图。
参考图4(A)，各加热器11位于由基板2和墨通路板3形成的气 泡产生腔20 (压力腔)中。各加热器11位于基板2的主表面上。该
喷墨记录头具有多个将相邻的两个专用墨通路19a彼此隔开的分隔 壁。各分隔壁从对应的气泡产生腔20延伸至公共供墨腔16的附近。 参考图4 (B)，气泡产生腔20的顶壁设置有喷墨口 14a,喷墨口 14a 与加热器11在与基板2的主表面垂直的方向上对齐。
专用墨通路19a位于第 一喷嘴5a的气泡产生腔20的向内侧，并 且与第一公共墨通道16a连通。第一喷嘴5a的专用墨通路19a的长度 方向垂直于墨从喷墨口 14a喷出的方向。与第二公共墨通道16b连通 的专用墨通路19b位于第二喷嘴5b的气泡产生腔20的向外侧。第二 喷嘴5b的专用墨通路19b的长度方向平行于墨从喷墨口 14b喷出的 方向。
对于第一喷嘴5a，从墨容器供应至公共供墨腔16的墨通过公共 供墨腔16的第 一公共墨通道16a被供应至专用墨通路19a。对于第二 喷嘴5b，墨通过第二公共墨通道16b从墨容器供应至专用墨通路19b, 不经过公共供墨腔16。
如上构造喷墨记录头使得与根据现有技术的对比喷墨记录头相 比，第一喷嘴5a的专用墨通路19a的宽度以及第二喷嘴5b的专用墨 通路19b的宽度可以足够大，并且第一喷嘴5a的喷墨口 14a的密度和 第二喷嘴5b的喷墨口 14b的密度高很多。换句话说，可以克服以高 密度设置喷墨口 (喷嘴)增加各专用墨通路的粘滞阻力的问题。因此， 可以提供一种高喷嘴响应、从而能够高速记录的喷墨记录头。
顺带提一下，在该实施方式中，笫二喷嘴5b的专用墨通路19b 并不与公共供墨腔16连通。不过，该结构布置并非用来限制本发明的
范围。也就是说，该喷墨记录头可以构造成使得笫一喷嘴5a和第二喷 嘴5b均与公共供墨腔16连通。
下面将参考本发明的一些优选实施方式对作为记录头主要部分的 喷墨记录头的喷嘴的结构进行描述。
(实施方式l)
图5(A)是位于喷墨记录头芯片的基板2上的布线的示意图。图 5 (B)是基板2上的、在基板2的厚度方向上的位置与图5 (A)中 所示布线不同的布线(其为基板2的背侧上的布线，不同于图5 (A) 中所示的布线)的示意图。图5 (A)中所示的公共布线25通过图5 (A)中所示的接触孔(通孔)27与图5(B)中所示的专用布线26(其 与公共布线25在基板2的厚度方向上的位置不同)电连接。
在该实施方式中，第一喷嘴列17位于窄长的公共供墨腔16的、 在平行于公共供墨腔16的短边的方向上的一侧，而第二喷嘴列18位 于另一侧。参考图4(A)，喷嘴列17的喷墨口 14a和14b以及喷嘴列 18的喷墨口 14a和14b设置成在平行于公共供墨腔16的长边的方 向上，各喷墨口 14a的位置对应于与该喷墨口 14a相邻的两个喷墨口 14b之间的中点处；这些喷墨口呈曲折形图案排列。另外，喷嘴列17 的喷墨口 14a和14b以及喷嘴列18的喷墨口 14a和14b排列成使得 相邻的两个喷墨口 14a之间的距离以及相邻的两个喷墨口 14b之间的 距离对应于不小于1200dpi (不小于21.2nm)的分辨率；并且^f吏得 在垂直于公共供墨腔16的长边的方向上，第一喷嘴列17的相邻喷墨 口 14a和14b之间的距离以及第二喷嘴列18的相邻喷墨口 14a和14b 之间的距离也对应于1200dpi的分辨率。也就是说，在平行于公共供 墨腔16的长边的方向上，喷墨口 14a与对应的喷墨口 14b位置交错。
在该实施方式中，第一喷嘴5a的喷墨口 14a的直径为12fim。第 一喷嘴5a的加热器11是正方形并且各边长度为22jim。进一步地， 笫 一喷嘴5a的气泡产生腔20是长方体的空间，长、宽、高分别为26nm、 26jim以及14fim。笫一喷嘴5a的专用墨通路19a是长方体的空间， 长、宽、高分别为21nm、 10jim以及14nm。另一方面，第二喷嘴5b 的喷墨口 14b的直径为9fim,第二喷嘴5b的加热器ll是正方形并且 各边长度为17jim。进一步地，第二喷嘴5b的气泡产生腔20是长方 体的空间，长、宽、高分别为24jim、 50nm以及14nm。第二喷嘴5b 的专用墨通路19b是长方体的空间，长、宽、高分别为17jun、17nm以 及320jim。
从第一喷嘴5a喷出的墨滴的体积VI为大约2.5pl，速度为大约
14米/秒。第一喷嘴5a的响应频率fl为大约25kHz。"响应频率"是 指与基准频率的偏差量变为大约70%时的频率值。从第二喷嘴5b喷 出的墨滴的体积V2为大约1.5pl，速度为大约14米/秒。第二喷嘴5b 的响应频率f2为大约20kHz。因此，在该实施方式中，从第一喷嘴 5a喷出的墨滴的体积VI与从第二喷嘴5b喷出的墨滴的体积V2之间 的关系满足不等式V1>V2。进一步地，第一喷嘴5a的响应频率fl和 第二喷嘴5b的响应频率f2满足不等式fl>f2。
在该实施方式中，喷墨记录头的布线形成为如图5( A)和图5(B) 所示的情形，因此，该布线与图13中所示的根据现有技术的对比喷墨 记录头的布线的尺寸大致相同。
对于图13(A)中所示的喷嘴结构，如果要想获得与本实施方式 中的喷墨记录头大致相同水平的性能，则第一喷嘴105a的气泡产生腔 和笫二喷嘴105b的专用墨通路之间的间隙T必须不大于4nm。然而， 考虑到墨通路板(孔板)和基板之间的结合牢固性，难以获得不大于 4jim的间隙T。
如上所述，对于本实施方式中的喷墨记录头，第一喷嘴5a的专用 墨通路19a与公共供墨腔16接触，并且其长度方向垂直于墨喷出的方 向，而第二喷嘴5b的专用墨通路19b的长度方向平行于墨喷出的方 向。这种结构设置能够克服高密度设置第一喷嘴5a和第二喷嘴5b需 要将第二喷嘴5b的专用墨通路制造得很窄的问题。因此，可以提供这 样一种喷墨记录头与根据现有技术的对比喷墨记录头相比，其喷嘴 响应速度并不低，同时其喷嘴5a和5b设置的密度很高，并且记录速 度高。
接下来将描述本发明的其他实施方式。为方便起见，在本发明下 述实施方式中，各喷墨记录头的、与第一实施方式的喷墨记录头的对 应部相同的部分用与这些对应部相同的附图标记一一对应地表示。
(实施方式2)
图6是从与墨通路板3的顶面垂直的方向观察的本发明笫二实施
方式的喷墨记录头的一部分的俯视图，其示出了该记录头的喷嘴结构。
下面，参考图6，描述该实施方式中的喷墨记录头与第一实施方式中 的喷墨记录头的具体区别。
参考图6，在该实施方式中，第一喷嘴5a的专用墨通路19a的中 心线在与喷嘴列平行的方向上偏离加热器11的主表面的中心。将第一 喷嘴5a的专用墨通路19a如图6所示那样相对于加热器11定位使得 墨围绕喷墨口 14的轴线循环流动，如同日本特开2002 -321369号公 报所揭示的那样。也就是说，根据上述构造的喷墨记录头，即使由第 一喷嘴5a的加热器ll产生的气泡没有与周围空气接触，墨围绕第一 喷嘴5a的喷墨口 14a的轴线的循环流动使得喷墨记录头在气泡破裂的 位置处不稳定，因此，防止了布线由于气蚀而断开。该实施方式中喷 嘴5a和5b的特征与笫一实施方式中的喷嘴的特征大致相同。
(实施方式3)
图7示出了第三实施方式中的喷墨记录头的喷嘴结构。图7 (A) 是从与墨通路板3的主表面垂直的方向观察的喷墨记录头的一部分的 俯视图。图7 (B)是图7 (A)中所示的喷墨记录头的该部分从图7 (A)中C-C面处剖得的剖面图。下面将参考图7对该实施方式的喷 墨记录头与第一实施方式的喷墨记录头的具体差别进行描述。
参考图7，该实施方式中的喷墨记录头构造成第二喷嘴5b的加热 器11和第一喷嘴5a的位置关系、第二喷嘴5b的喷墨口 14b和第一喷 嘴5a的位置关系、第二喷嘴5b的专用墨通路19b和第一喷嘴5a的 位置关系与第一实施方式相反。将加热器11、喷墨口 14以及专用墨 通路19如上定位使得可以增加第一喷嘴5a的加热器11与第二喷嘴 5b的加热器11之间的距离。因此，该实施方式中的喷墨记录头的布 线比第一实施方式更容易形成。喷嘴5a和5b的特征与第一实施方式 大致相同。
(实施方式4)
图8示出了第四实施方式的喷墨记录头的喷嘴结构。图8(A)是 从与墨通路板3的主表面垂直的方向观察的该喷墨记录头的一部分的 俯视图。图8 (B)是图8 (A)中所示的喷墨记录头的该部分在图8 (A)中的D-D面处剖得的剖面图。下面将参考图8对该实施方式的 喷墨记录头与第一实施方式的喷墨记录头的具体区别进行描述。
参考图8，该实施方式的喷墨记录头构造成在与墨喷出的方向 平行的方向上，该喷墨记录头的第一喷墨部分21的喷墨口 14a和第二 喷墨部分22的喷墨口 14b均由两部分组成，即，向外的部分和向内的 部分，这两部分直径不同。与第一实施方式相比，将喷墨记录头构造 成使得该喷墨记录头的第一喷墨部分21和第二喷墨部分22的各自的 喷墨口具有直径不同的两部分减小了喷嘴向前的惯性，使得可以减小 加热器11的尺寸。在第一喷嘴5a和第二喷嘴5b如图8所示构造的情 况下，第一喷嘴5a的第一喷墨部分21的喷墨口 14a的第二部分即向 内的部分其直径为18fim，而第二喷嘴5b的第二喷墨部分22的喷墨 口 14b的第二部分即向内的部分其直径为15jim。笫一喷嘴5a的加热 器ll为正方形，各边长为15jim，而第二喷嘴5b的加热器11也为正 方形，各边长也为15jim。也就是说，该实施方式中的喷墨记录头的 加热器11的尺寸要小。该实施方式中的喷嘴5a和5b的特征与第一实 施方式基本相同。
(实施方式5)
图9示出了第五实施方式的喷墨记录头的喷嘴结构。图9(A)是 从与墨通路板3的主表面垂直的方向观察的该喷墨记录头的一部分的 俯视图。图9 (B)是图9(A)中所示的喷墨记录头的该部分在图9 (A)中的E-E面处剖得的剖面图。下面将参考图9对该实施方式的 喷墨记录头与第四实施方式的喷墨记录头的具体区别进行描述。
参考图9，在该实施方式中，公共墨通道16a通过将墨通路板3 与基板2结合而形成；在该基板2中，通过借助各向异性蚀刻或类似 方法去除一部分基板2而形成公共供墨腔16。进一步地，公共墨通道16b的底端在公共供墨腔16的、通过各向异性蚀刻或类似方法形成的 倾斜表面处敞开。因此，第二喷嘴5b的专用墨通路19b比基板2的 厚度短。
将喷墨记录头构造成其第一公共墨通道16a和第二公共墨通道 16b类似于该实施方式使得第二喷嘴5b的响应速度快于第四实施方式 中的第二喷嘴5b的响应速度。
(实施方式6)
图10是从与墨通路板3垂直的方向观察的第六实施方式中的喷墨 记录头的俯视图。下面将参考图10对该实施方式与第四实施方式的具 体区别进行描述。
参考图10,在该实施方式中，每个第一喷嘴5a具有通向公共墨 通道16a的专用墨通路19a以及通向公共墨通道16b的专用墨通路 19b，而每个第二喷嘴5b具有两个通向公共墨通道16b的专用墨通路 19b。
与第四实施方式中的喷嘴5a和5b相比，给每个喷嘴5a和5b设 置多个(在该实施方式中为两个)专用墨通路19改善了喷嘴5a和5b 的响应速度。
(实施方式7)
图11是从与墨通路板3垂直的方向观察的第七实施方式中的喷墨 记录头的俯视图。下面将参考图11对该实施方式与第四实施方式的具 体区别进行描述。
参考图11，该实施方式中的喷墨记录头除了第一喷嘴5a和第二 喷嘴5b之外还设置有笫三喷嘴5c。在与z〉共供墨腔16的顶部开口和 底部开口的短边平行的方向上，第三喷嘴5c与第一喷嘴5a和第二喷 嘴5b相比在它们的喷墨口的位置上有所不同。与每个第二喷嘴5b的 专用墨通路19b类似，每个笫三喷嘴5c的专用墨通路19b沿与墨喷出 的方向平行的方向延伸。
使用该实施方式中的喷嘴结构使得可以形成这样一种喷墨记录
头其特定部分的喷嘴密度比其他部分高。
虽然参考此处公开的结构对本发明进行了描述，但是本发明并不 局限于这里所述的细节，并且该申请意在覆盖为改进的目的或者在所 附权利要求书的范围内而作出的变动和修改。
权利要求
1. 一种喷液头，包括:多个喷嘴，每一喷嘴包括用于喷射液滴的喷射口；喷射能量产生元件，其设置在与所述喷射口相对的位置处，用来产生用于喷射液滴的能量；压力腔，该压力腔中设置所述喷射能量产生元件并且与所述喷射口流体连通；以及供应通路，其用于将液体供应至所述压力腔；其中，所述多个喷嘴包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴与所述供应通路中的、长度彼此不同的相应供应通路连通，其中，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴设置于相对于用于将所述液体供应至所述第一喷嘴的细长的供应腔的宽度方向的一个端部处，其中，所述第一喷嘴的所述供应通路沿着与液体从所述喷射口喷射的方向垂直的方向延伸，并且与所述供应腔流体连通，并且其中，所述第二喷嘴的所述供应通路沿着与液体的喷射方向平行的方向延伸。
2. 如权利要求1所述的喷液头，其中，从所述第一喷嘴喷射的液 体的体积大于从所述第二喷嘴喷射的液体的体积。
3. 如权利要求2所述的喷液头，其中，所述第一喷嘴的响应频率 fl以及所述第二喷嘴的响应频率f2满足fl>f2。
4. 如权利要求l所述的喷液头，还包括多个这样的第一喷嘴和多 个这样的第二喷嘴，其中，所述第一喷嘴的所述喷射口和所述第二喷 嘴的所述喷射口以交错的方式布置。
5. 如权利要求l所述的喷液头，其中，所述喷射能量产生元件包 括大致正方形的发热电阻。
6. 如权利要求l所述的喷液头，其中，所述喷射能量产生元件设 置成使得在所述供应腔的纵向方向上以恒定的间隔提供不小于 1200dpi的密度。
7. 如权利要求l所迷的喷液头，其中，所述第一喷嘴和所述第二 喷嘴分别具有沿着液体喷射方向改变内径的台阶部分。
8. 如权利要求l所述的喷液头，其中，所述第一喷嘴包括第一 供应通路，其沿着与液体的喷射方向相垂直的方向延伸并且与所述供 应腔流体连通；以及第二供应通路，其沿着与液体的喷射方向平行的 方向延伸。
9. 如权利要求1所述的喷液头，其中，所述第二喷嘴包括多个这 样的供应通路，所述供应通路沿着与液体的喷射方向平行的方向延伸。
10. 如权利要求1所述的喷液头，还包括位于当沿着所述供应腔 的纵向方向观察时与所述笫一喷嘴的位置和所述第二喷嘴的位置不同 的位置处的第三喷嘴。
11. 如权利要求1所述的喷液头，其中，所述第一喷嘴和所述第 二喷嘴与所述供应腔流体连通。
全文摘要
一种喷液头，包括多个喷嘴，每一喷嘴包括用于喷射液滴的喷射口；喷射能量产生元件，其设置在与喷射口相对的位置处，用来产生用于喷射液滴的能量；压力腔，该压力腔中设置喷射能量产生元件并且与喷射口流体连通；以及供应通路，其用于将液体供应至压力腔；其中，的多个喷嘴包括第一喷嘴和第二喷嘴，第一喷嘴和第二喷嘴与供应通路中的、长度彼此不同的相应供应通路连通，其中，第一喷嘴和第二喷嘴设置于在用于将液体供应至第一喷嘴的细长的供应腔的宽度方向上的一个端部处，其中，第一喷嘴的供应通路沿着与液体从喷射口喷射的方向垂直的方向延伸，并且与供应腔流体连通，并且其中，第二喷嘴的供应通路沿着与液体的喷射方向平行的方向延伸。
文档编号B41J2/14GK101376286SQ2008102124
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月31日
发明者井手秀一, 及川真树, 土井健, 富泽惠二, 山根彻, 松本光弘, 泷野寒水, 金子峰夫 申请人:佳能株式会社