喷液头及其恢复方法和制造方法及使用喷液头的喷液设备的制作方法

专利名称：喷液头及其恢复方法和制造方法及使用喷液头的喷液设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷液头、墨盒及使用该喷液头的喷墨设备，该喷液头利用通过向液体提供热能形成的气泡来喷射期望的液体。具体的说，本发明涉及一种包括利用形成气泡而移动的可动件的喷液头，墨盒及利用该喷液头的喷液设备。
另外，本发明能应用于在诸如纸纤维、织品、羽毛、金属、塑料、玻璃、木材或陶瓷等绿介纸上记录的打印机、复印机，具有通信系统的传真机、具有打印单元的文字处理机的设备，和与各种处理设备组合用于工业记录设备。
在本发明中，“记录”不仅涉及如将文字和图表等有意义的图像，传送给记录介质，也涉及无意义的图像的传送，如图案。
喷墨记录方法作为所谓的气泡喷射记录方法是众所周知的，其包括向油墨提供热能以在油墨中发生状态变化，这种变化包括剧烈的体积变化(气泡生成)；利用状态变化产生的能量通过喷射口喷墨；油墨附着在记录介质表面以形成图像。US专利4,723,129公开了一种采用气泡喷射记录方法的记录设备，其一般包括油墨通过该口喷射的喷射口，与喷射口相连的液流通道，作为一个用于用在墨流通道中喷墨的能量产生装置的电热转换器。
应用这种记录方法，能够快速地记录高质量图像，并减少噪音，在喷墨头中能够高密度地设置喷射口。因此，这种记录方法被证实是先进的，利用这种方法，通过高密度设备能够容易的产生高清晰图像，甚至彩色图像。从而，在最近，气泡生成记录方法被应用于各种办公设备，如打印机，复印机和传真机，也应用于工业系统设备，如纺织印刷机械。
由于气泡喷射技术被应用于许多不同领域的产品，随之而来的各种需求也增加了。
例如，提高能量效率的要求，这个要求通过使发热元件的功能达到最佳被解决，即调整保护膜的厚度，有效的提高热量向液体传递的效率。
此外，为获得高质量图像，提出了驱动条件，其提供了一喷液方法，在稳定地生成气泡的基础上，油墨能较好的高速喷射。此外，为了高速记录，提出了具有改进的液流通道形状的喷液头，这种配置用于喷液后的液流通道的快速再填充。
关于这种液流通道，日本专利申请特许公开No.63-199972介绍了液流通道的结构，如图42A和42B所示。该申请介绍的液流通道结构和喷墨头制造方法集中在反向波上提出，反向波的产生与气泡生成相关(压力指向与喷射口相反的方向，即，压力在液腔1012的方向)。由于产生反向波的能量不在喷射方向定向，这个能量被认为是能量损失。
图42A和42B展示的发明公开了阀1010，该阀远离发热元件1002界定的气泡生成区域，该阀与喷射口1011相对设置，发热元件1002设置在它们之间。
图42B中，阀1010最初定位以便靠近液流通道1003的顶部，在气泡生成时，它向下弯进液流通道1003。该发明公开了用阀1010部分控制反向波，以限制能量损失。
然而，在上面的设置中，显然能够看出，应在液流通道1003中产生气气泡时，通道1003用于盛放将要喷出的液体，利用阀1010部分限制反向波是不实用的。
反向波与喷液无直接关系。如图42A所示，当液流通道1003中出现反向波时，直接影响喷射的气泡生成压力已经使液体从液流通道1003喷射。因此，显然的，即使限制了部分反向波，这时喷液也设有大的影响。
然而，在上述传统的喷液头中，由于加热元件与油墨接触时，加热是重复进行的，由油墨焦化引起的沉淀物沉积在发热元件表面。根据油墨类型，更多的沉淀物产生并沉积，这能导致不稳定的气泡生成并使喷墨困难。具体的讲，根据近来记录速度被进一步提高的要求，已经提高了驱动效率，由于驱动效率的提高、大量喷射口的设置和打印头的细长化，使得液流通道在喷射口方向的快速填充油墨难于连续、均匀、稳定的进行。因此，记录质量也会恶化。
此外，当喷射液易受热损坏或者在喷射液中不能产生充足的气泡时，难于实现较好的喷墨。
为解决上述现有技术的问题，本发明的一个目的是提供一喷液头，即使该喷墨头是细长的也能在其中进行均匀稳定的油墨再填充，并在提高喷液效率的同时扩大在其中喷墨的自由度，本发明还提供了这种喷液头的恢复方法和制造方法及使用该喷液头的喷液设备。
为达到上述目的，按照本发明，喷液头包括
用于喷射液体的第一液流通道该通道与喷射口相连。
具有气泡生成区域的第二液流通道，在气泡生成区域中通过加热液体产生气泡；设置在第一液流通道和气泡生成区域之间的可动件，其在喷射口侧有一自由端，自由端在气泡生成区域中产生的气泡的压力的作用下移向第一液流通道，使压力指向喷射口；其特征在于，设置多个第一液流通道，向第一液腔提供液体的第一供应通道经过多个第一供应口与第一液腔相连，第一液腔与多个第一液流通道共同相通。
最好也设置多个第二液流通道。此外，最好设置有与多个第二液流通道共同相联的第二液腔和向第二液腔提供液体的第二供应通道。
对应于第二液体通道的气泡生成区域最好设置一可产生热量的发热元件。
发热元件最好设置在基层元件(支撑件基层)中。
最好还设置一用于支撑基层元件的支撑件。
第一供应通道和第二供应通道最好是整体形成。
形成第二供应通道的零件的热膨胀系数最好几乎等于支撑件的热膨胀系数。
形成第一供应通道的零件最好用不锈钢制成。
支撑件最好由铝制成。
最好，多个基层元件配置在支撑件上，在其上形成有可动件的隔离壁伸展跨过多个基层元件。
最好，多个基层元件设置在支撑件上，对应于多个基层元件，设置多个带可动件的隔离壁。
最好，多个第一供应口在靠近第一液腔的两端处与第一液腔相连。
此外，设置多个基层元件，管状的第一供应通道设置在多个基层元件上面，沿着第一供应通道，将喷射液供应给每一基层元件的第一液流通道。
具有管形的第二供应通道设置在多个基层元件上面，沿着第二供应通道，将产生气泡的液体供应给基层元件的第二液流通道。
第二液流通道最好在可动件的自由端处终止，在相对的一侧，第二液流通道与第二供应通道相连。
第二液流通道在可动件的较低部分终止，在相对的一侧，第二液通道与第二供应通道相通。
喷液头恢复方法包括下列步骤在第一供应通道的两端关闭时，向第二供应通道供应液体；在第一供应通道的两端关闭时，从第二供应通道的两端向第二供应通道施加压力；当第二供应通道的两端关闭时，向第一供应通道供应液体；在第二供应通道的两端关闭时，从第一供应通道的两端向第一供应通道施加压力，由此恢复第一供应通道和第二供应通道。
此外，在制造喷液头的方法中，第一和第二供应通道组合到喷液头中采用镶嵌造型法。
另外，喷液设备包括喷液头和驱动信号供应装置。驱动信号供应装置供应用于从喷液头喷液的驱动信号。
另外，喷液设备包括喷液头和传输记录介质的记录介质送进装置，液体从喷液头喷射到记录介质上。
通过从喷液头喷墨使油墨落在记录纸张上进行记录。
通过从喷液头喷墨并使油墨落在织品上进行记录。
通过从喷液头喷墨并使油墨落在塑料上进行记录。
通过从喷液头喷墨并使油墨落在金属上进行记录。
通过从喷液头喷墨并使油墨落在木材上进行记录。
通过从喷液口喷墨并使油墨落在羽毛上进行记录。
通过从喷液口喷射多种彩色液体并使多种彩色液体落在记录介质上进行彩色记录。
最好设置多个喷射口，使它们能覆盖可以进行记录的记录介质的所有区域。
根据本发明的上述结构，喷射液从第一液腔经过第一供应通道和第一液流通道流向喷射口，气泡生成液从第二液腔经过第二供应通道和第二液流通道流向气泡生成区域，气泡生成区域在发热元件上形成。由于喷射液和气泡生成液是分隔开的，喷射液不与发热元件产生接触。因此，当喷射液易受热损坏时，没有由过热引起的沉淀沉积在发热元件表面。
这样，即使使用细长的头，也能均匀稳定地进行快速再填充。
对于管状的第一和第二供应通道的整体成形，即使当喷液头是细长型并设置有多个基层元件时，仍能使用传统的制造方法。


图1A、1B、1C和1D是本发明第一实施例的喷液头的横截面视图。
图2是本发明喷液头的局部剖视图。
图3是展示传统喷液头中气泡压力传递的示意图。
图4是展示本发明喷液头中气泡压力传递示意图。
图5是说明本发明液体流动的示意图。
图6是本发明第二实施例的喷液头的局部剖视图。
图7是本发明第三实施例的喷液头的局部剖视图。
图8是本发明第四实施例的喷液头的横截面9A、9B、9C是本发明第五实施例的喷液头的横截面。
图10是本发明第六实施例的喷液头(双液流通道)的横截面图。
图11是本发明第六实施例的喷液头的局部剖视图。
图12A和12B是说明可动件运动的图。
图13是说明可动件和第一液流通道的结构的图。
图14A、14B和14C是说明可动件和液流通的结构的图。
图15A、15B和15C是说明可动件的其它形状的图。
图16是展示发热元件的面积和喷墨量之间的关系的图。
图17A和17B展示了可动件和发热元件之间的位置关系。
图18展示了从发热元件的边缘和支点的距离同可动件的移动距离之间的关系。
图19展示了发热元件和可动件之间的位置关系。
图20A和20B是本发明喷液头的纵向横截面图。
图21是展示驱动脉冲的形状的详图。
图22是说明本发明喷液头中的供应通道的横截面视图。
图23是本发明喷液头的分解立体图。
图24A、24B、24C、24D和24E展示了本发明喷液头制造方法的步骤。
图25A、25B、25C和25D展示了本发明喷液头另一制造方法的步骤。
图26A、26B、26C和26D说明了本发明喷液头又一制造方法。
图27是墨盒的分解立体图。
图28是介绍喷液设备结构的简图。
图29是介绍该设备的框图。
图30是介绍喷液记录系统的图。
图31是展示喷墨头配件箱的详图。
图32A和32B是本发明例一的喷液头主要部分的横截面图。
图33A和33B是图32A和32B中第二供应通道的结构的透视图。图33A展示了为每一第二液流通道配置的第二供应通道，图33B展示了整体形成的隔离壁和仅设置在左右侧的两个第二供应通道。
图34A和图34B是图32A和32B中第一和第二供应通道的后视图。图34A展示为每一第二液流通道配置的第二供应通道，图34B展示了整体形成的隔离壁和两个仅配置在左右两侧的第二供应通道。
图35是本发明喷液头的立体图，其中隔离壁是整体形成，第二供应通道仅配置在左右侧。
图36是本发明喷液头的立体图，其中隔离壁是整体形成，第二供应通道为每一液流通道配置。
图37是本发明喷液头的立体图，其中隔离壁用于分隔每一液流通道。
图38是本发明例二的喷液头的主要部分的横截面图。
图39说明了图38展示的第一和第二供应通道的结构。
图40A、40B、40C和40D介绍了本发明喷液头的恢复操作的一个例子。
图41A、41B和41C介绍了本发明例三的喷液头、图41A展示了具有部分A的结构，其中气泡滞留在第二液流通道靠近喷射口处，图41B展示了图42中滞留气泡的部分A被去除的结构，图41C展示了壁伸展至可动件下的结构。
图42A和图42B介绍了传统喷液头的液流通道的结构。
在介绍本发明前，将参照附图，先介绍用于本发明喷液头的喷液原理。(第一实施例)在本实施例中，首先介绍一个例子，其中，控制由气泡施加的压力的传递方向和气泡的生长方向以便喷液，从而使喷液力和喷液效率得到提高。
图1A至1D是本发明喷液头的一个实例横截面视图，图2是本发明喷液头的局部透视图。
在本发明的喷液头中，在基层元件1中设置一用于向液体提供热能的发热元件2(在本实施中，其具有一40μm×105μm的发热电阻)，其用作喷液用的喷射能量产生元件。一液流通道10对应于发热元件2配置在基层元件1上方。液流通道10与喷液口18和一公共液腔13相通，液体从共公液腔供应到各个液流通道10。由公共液腔13供应的液体在量上等于通过喷液口18喷射的液体。
一悬臂式板型可动件31由弹性金属制成，并具有一平面部分，正对发热元件2，被设置在液流通道10中基层元件1的上方。可动件31的一端固定在液流通道10的壁上，并装配在基座(支承件)34上，基座通过组合在基层元件1上的光敏树脂而形成。可动件31的一部分固定在一端，起支点33的作用。
可动件31以15μm的距离面对发热元件2定位，并将发热元件覆盖，并使支点(固定端)33在一通道的上游，自由端32相对于支点33在下游，在喷液操作期间，从公共液腔来的大量的液流通过此通道经过可动件31到达喷液口18。在发热元件2和可动件31之间的区域为气泡生成区域11。可动件31和发热元件2的种类、形状和位置不局限于前面所述，也可以是其它的能控制气泡生成生长和压力传递的形式，如下面所述。为了后面将要进行的液体流动的说明，以可动件31作为边界，液流通道10被分为第一液流通道14和第二液流通道，第一液流通道14直接与喷液口18相连，第二液流通道包括气泡生成区域11和液体供应通道12。
当发热元件2发热时，热量作用到在可动件31和发热元件2之间的气泡生成区域11中的液体，根据USP4,723129介绍的薄膜沸腾现象，在液中产生气泡40。气泡40和由于气泡40的产生而引起的压力首先作用到可动件31上，由此，可动件31绕支点、33移动，并在朝句喷液口18的方向打开，如图1B或1C或图2所示。由于可动件31的移动，或者根据可动件31的移动程度，由于气泡40的产生而产生的压力和气泡40的生长向喷射口18侧拓展。
下面将介绍本发明的喷射原理之一。
本发明特有的重要原理之一是通过气泡40施加的压力或气泡40本身的作用，面对气泡40定位的可动件31从第一正常位置移动到第二移动位置，依据可动件31的移动，伴随气泡40的产生而产生的压力和气泡40的生长向下游传递到喷射口18的位置。
通过与传统的液流通道结构比较，将进一步详细的介绍上述原理。
图3是说明在传统的喷液头中气泡的压力传递模式的详图，图4是说明本发明的喷液头中形成的气泡的压力传递模式的详图。箭头VA用来表示朝向喷射口的下游压力传递方向，箭头VB用来表示朝向上游的压力传递方向。
图3所示的传统头的结构不能控制在气泡40产生期间产生的压力的传递。气泡40的压力在各个方向传递，即在垂直于气泡的表面的方向，如箭头V1至V8指示的。尤其是箭头V1至V4的方向，与在箭头VA方向的压力传递有关，即，在接近喷射口部分到气泡40的中间之间的压力传递的VA方向的分量对喷液有极大的作用。它们对喷液效率、喷液量和喷射速度有直接的、重要的影响。由于方向分量V1更接近喷射方向VA，它提供了最有效的压力传递，同时，方向分量V4在方向VA的压力传递中的效率是相对低的。
相反的，如本发明图4所示，通过可动件31的作用，图3所示的箭头V1至V4的不同的压力传递方向均指向下游(朝向喷射口)，由此，来自气泡40的压力均指向压力传递方向VA。这样，基于气泡40的压力能够有效的，直接的影响喷液。与压力传递方向V1至V4相似，气泡40生长的方向也是下游，并且气泡40在下游的生长比上游大。气泡40的生长方向由可动件31控制，气泡压力传递方向也由其控制，因此，能够实现喷射效率、喷射量和喷射速度的根本改善。
将再参照图1A至1D详细介绍本实施中喷液头的喷液操作。
图1A展示了电能供应给发热元件2之前的情况，即发热元件2产生热量之前的情况。
在这里，至少将可动件31安置在面对下游部分的位置是很重要的。在下游部分，通过发热元件2提供的热量而产生气泡。也就是说，可动件31至少被设置在发热元件2表面中心3的下游位置(在一穿过发热元件2表面中心3并垂直于液流通道的长度方向的线的下游)，使得气泡的下游部分能作用在可动件31上。
图1B展示了电能供应给发热元件2时的情况，产生的热量使填充在气泡生成区域11的液体受热并通过薄膜沸腾产生气泡40。
通过气泡40变形产生的压力，可动件31从第一位置移动到第二位置，使得气泡40的压力传递指向喷射口18。如上所述，在这里，将可动件31的自由端32安置在下游(在喷射口18侧)并将支点33安置在上游(公共液腔侧)是很重要的，这使得至少可动件31的一部分面对发热元件2的下游部分，即气泡40的下游部分。
图1C展示了气泡40进一步长大的情况。可动件31由于气泡40生长产生的压力而进一步移动。气泡生成40下游部分变得比上游部分更大，并远离可动件31的第一位置(虚线所示)而进一步变大。由于可动件31是逐渐移动的，气泡40的压力的传递方向和体积转换的方向是平缓的，即气泡40朝向自由端的生长方向，能统一的设定为朝向喷射口18的对应方向。这也能提高喷射效率。当气泡40和由气泡产生的压力向喷射口18传递时，可动件31不阻碍这种传递，并能根据传递的压力的大小，有效地控制压力传递方向和气泡生长方向。
图1D展示了在完成薄膜沸腾后，当气泡40的内压减小时，气泡40已经收缩并消失的情况。
在气泡40收缩产生的负压和可动件31本身的恢复力的作用下，位于第二位置的可动件31回到图1A中的原始位置(第一位置)。另外，当气泡40消失时，来自上游侧(B)，即来自公共液腔13的液体在液流方向VD1和VD2流动，来自喷射口18的液体在方向V0流动，使得气泡40减少的体积在气泡生成区域11得到补充，并使喷液的体积也得到补充。
上面已经介绍了由气泡40的产生引起的可动件的运动和喷液操作。现在详细介绍本发明喷液头中的液体再填充特征。
参照图1C和1D将详细介绍液体供应机构。同 在图1C的情况之后，气泡40的体积增加到最大值，然后准备消失，此时，来自喷射口18侧的液体沿第一液流通道14、来自公共液腔13侧的液体沿第二液流通道16流进气泡生成区域11以补充消失的体积。在传统的液流通道结构中没有设置可动件，来自喷液口侧流向气泡消失位置的液体的数量，和来自公共液腔侧的液体数量取决于此气泡生成区域更靠近喷射口18的部分的流动阻力和取决于靠近公共液腔的部分的阻力。这是由液流通道阻力和液体内部的阻力而引起的。
当靠近喷射口18部分的流动阻力小时，大量的液体从喷射口18侧流向气泡消失位置，弯液面M的回缩距离加长。尤其是，当靠近喷射口18侧的流动阻力被减小以提高喷射效率时，气泡消失后弯液面M的回缩变长，再填充需要的时间延长了，这反过来影响打印速度。
相反的，在本实施例中设置了可动件31。当气泡的体积为W时，在可动件31的第一位置上面的部分定义为W1，在气泡生成区域11的部分定义为W2。当气泡消失后可动件31返回原始位置时，弯液面M的回复停止，然后，在第二液流通道16中沿液流VD2首先供应了一数量等于体积W2的液体。在相当于气泡的体积W的一半的数量被认为是传统的弯液面的回复距离时，本发明中弯液面的回复能减少到仅是体积W1的一半，这比传统的体积要小。
数量等于体积W2的液体，从第二液流通道的上游、在靠近发热元件2侧沿可动件31的表面、由气泡消失时产生的压力强制供应。因此，能够实现快速的液体再填充。
在传统喷液头中，液体的再填充是通过采用气泡消失时增加弯液面的振动而获得的压力来实现的，这会产生图像质量的恶化。反过来，作为本发明的特征，在本实施例的快速液体再填充中，可动件31能阻止在接近喷射口18的第一液流通道和气泡生成区域11之间的液体流动，从而能有力的减少弯液面的振动。
如上所述，本发明通过经过第二液流通道16的液体供应通道12在气泡生成区域的强制再填充液体和通过控制弯液面的回复和振动完成了快速填充。因此，可以得到稳定、快速、重复的喷液，能提供高质量图像记录和快速记录。
本发明的结构也包括下面有效的作用。
这个作用是用来控制气泡生成期间施加的压力在上游方向的传递(作为一反向波)。由在发热元件2上接近公共液腔13(上游)侧产生的气泡产生的压力作为动力(反向波)将液体推回上游。反向波在上游侧产生压力以便在压力和随液体移动形成的惯性力作用下使液体运动，从而使得液体在液流通道的再填充速度恶化，反过来也影响了驱动速度。
在本发明中，通过使用可动件31控制上游侧的运动能改善液体再填充。
下面将介绍本实施例提供的另一个特征结构和作用。
在本实施例中，第二液流通道16包括一在发热元件2的上游的液体供应通道12，具有内壁的发热元件2相连，所述通道12与发热元件2，并且该通道基本上是平的(假设发热元件2的表面下落的不深)。按照这种结构，如VD2所示，液体沿靠近气泡生成区域11的可动件的表面供应到气泡生成区域11和发热元件2的表面。液体在发热元件2表面的沉淀能被抑制，分离溶解在液体中的空气和去除没有消失的剩余气泡是容易进行的，由液体吸收的累积热量不太大。因此，能够重复的、快速的进行更稳定的气泡生成。在本实施例中，已说明了具有带基本平坦内壁的液体供应通道12的喷液头。可以采用同发热元件2的表面光滑相连的并且有光滑内壁的液体供应通道，液体供应通道可以是任何形状，只要能使液体沉淀不沉积在发热元件2上和供应液体时不发生大的涡流。
液体可以以液流VD1沿可动件31侧(缝35)供应到气泡生成区域11。然而，为了有效地将气泡产生引起的压力传递到喷射口18，用一大的可动件31来覆盖如图10所示的整个气泡生成区域11(即，发热元件的整个表面)。当可动件31回到第一位置时，在气泡生成区域11和第一液流通道14靠近喷射口18的区域中的流动阻力增加，从而，由VD1流向气泡生成区域11的液流将被阻碍。在本发明的头结构中，由于存在供应液体到气泡生成区域11的液流VD1，所以液体供应效率是高的。即使在此结构中能找到液体供应效率的增强方式。例如可动件31覆盖气泡生成区域11，也不会存在液体供应效率的恶化。
图5是说明本发明液流的详图。
例如，如图5所示，可动件31的自由端设置在支点、33的相对的下游。这种结构可以提供有效的功能和作用，使得在上述气泡产生时，压力传递方向和气泡生长方句能指向喷液口18侧。自由端32和支点33之间的位置关系不仅能提供喷射功能和作用，而且能减少当液体快速再填充时从液流通道10流出的液体的流动阻力。这是因为，如图5所示，当喷射口18中的毛细管吸力使通过喷射而收缩的弯液面M恢复时，或者当气泡消失后供应液体时，不使自由端32和支点33固定使它们阻碍液流S1，S2和S3沿液流通道10(包括第一液流通道14和第二液流通道16)的流动。
更具体的，在本实施例的图1A至1D中，如上所述，可动件31的自由端32沿发热元件2伸展，使自由端32面对将发热元件2分成上游区域和下游区域的表面中心3(一穿过发热元件2表面的中心(中间)并垂直于液流通道长度方向的线)的下游位置。可动件31承受了发生在发热元件2中心位置下游并极大的影响喷液的压力，并使气泡40的压力指向喷射口18。因此，能从根本上提高喷射效率和喷射力。
另外，通过利用气泡40的上游侧能获得许多效果。
在本实施例的结构中，可动件31的自由端32的瞬时机械位移也影响喷液。(第二实施例)图6是本发明第二实施例的喷液头的部分切除透视图。
在图6中，A表示可动件31移动的情况(气泡未显示)，B表示可动件31在原始位置(第一位置)的情况。假定在情况B，气泡生成区域11基本上是封离喷射口18的(未画出，一液流通道壁设置在A和B之间以分隔液流通道)可动件31有两个在两侧的底座34，液体供应通道12从两底座之间穿过。液体供应通道有一个基本上是平或者说与发热元件2的面光滑连接的面。液体能从这个液体供应通道沿可动件31接近发热元件2的面供应。
在初始位置(第一位置)，可动件31被放置的接近发热元件下游壁36和侧壁37，或者与之相连，下游壁36和侧壁37设置在发热元件2的下游和两侧，并形成了一个靠近喷射口18基本上是闭合的气泡生成区域11。由气泡施加的压力，尤其是气泡的下游压力，大部分能被吸收并用来使可动件31的自由端移动。
当气泡消失时，可动件31回到第一位置，为了液体供应，靠近喷射口18的气泡生成区域11基本上是紧密地靠近发热元件2。因此，能够得到前面实施例所描述的各种效果，例如弯液面的收缩的限制。由第一实施例提出的关于液体再填充的效果也能获得。
在第二实施例中，如图2和6所示，用于固定可动件31的底座34设置在离开发热元件2的上游并且它的宽度小于向液体供应通道12供应液体的液流通道10的宽度。底坐34的形状不局限于图6中所示；任何能够提供液体光滑再填充的形状都可以。
在本实施例中，虽然可动件31与发热元件2的间距约是15μm，但它可以是一个范围中的值，在此范围内，由气泡生成产生的压力能令人满意的传递到可动件31。(第三实施例)图7是本发明第三实施例的喷液头的部分切除透视图。
在上面两个实施例中，由气泡生成施加的压力集中在可动件31的自由端上，使得可动件31的剧烈运动和气泡的运动均朝向喷射口18。
相反的，在第三实施例中，当为气泡生成设置一自由度时，靠近喷射口18、对液滴喷射有直接作用的气泡的下游部分由可动件31的自由端限制。
与图2相比，在图7所示的结构中，本实施例没有设置凸块1，在图2中作为档块的凸块设置在基层元件1上的气泡生成区域的下游端。换句话说，可动件31的自由端和侧端部分相对于喷射口区域打开了气泡生成区域，而没有基本上封闭它。第三实施例使用了这种结构。
由于允许直接影响液滴喷射的气泡的下游部分的末端部分生长，压力分量能够充分地用于喷射。此外，同上述实施例一样，由于可动件31的自由端作用在下游部分向上的压力上(图3中的部分压力V2，V3和V4)，使得压力最终加于气泡的下游末端部分的生长，这提高了喷射效率。同前面的实施例相比，本实施例在发热元件2的驱动方面占有优势。
由于本实施例结构简单，这为制造过程带来优势。
在本实施例中，可动件31的支点固定在一底座34上，该底座的宽度比可动件31的正面的宽度小。因此，当气泡消失时，液体沿底座34的两侧供应到气泡生成区域11(见图7中箭头)。底座34可以是不阻碍液体供应的任何结构形状。
在本实施例中，由于与气泡消失同时产生的从上游到气泡生成区域的液流是通过可动件31控制的，因此，液体供应时的再填充优于只使用一发热元件的传统气泡生成结构。弯液面收缩的距离也能减小。
作为本实施例的一个改进的最佳方式是，在具有自由端的同时，可动件31只是在两侧端(或一侧端)基本上紧密的封闭了气泡生成区域。根据这种结构，指向可动件31侧面的压力能够被变向并用于朝向喷射口18末端的气泡的生长。因此，进一步提高了喷射效率。(第四实施例)根据第四实施例，将作一个说明，其中的由上述机械位移引起的喷射力的进一步提高。
图8是本发明第四实施例的喷液头的横截面图。
在图8中，可动件31延伸得使它的自由端定位在发热元件2的下游。利用这种结构，可动件31在自由端32的位移速度提高，能够改善由可动件31的移动引起的喷射力的产生。
此外，由于自由端32比在前面的实施例中更靠近喷液口18，气泡能够主要是在一更稳定的方向生长，相应，可以实现一更优越的喷射。
根据气泡在气泡40的压力中心的生长速度，可动件31在某一位置以速度R1位移。比这个位置更远离支点33的自由端32以一更高的速度R2位移。这样，自由端32机械运动使液体高速移动，并使液体的移动提高了喷射效率。
当自由端是垂直于液流形成时，如图7所示，气泡40的压力和可动件31的机械运动能有效的影响喷射。(第五实施例)图9A至9C是本发明第五实施例的喷液头的横截面详图。
本实施例中的结构不同于前面的实施例中的那些结构。一直接与喷射口18相连的区域不具有与液腔相连的液流通道形状，并且，此结构可被简化。
液体仅经过液体供应通道12沿可动件31更靠近气泡生成区域的面供应。自由端32和支点33相对于喷射口18的位置和正对发热元件2的结构同前面的实施例中的结构一样。
在本实施例中，前面所描述的效果，例如喷射效率和液体供应均能实现。尤其是，弯液面的收缩得到限制，对于几乎所有的液体供应过程，通过利用气泡消失时获得的压力，均可实现强制再填充。
图9A展示了通过发热元件2在液体中产生气泡的情况。图9B展示了气泡收缩的情况。此时，可动件31返回初始位置。液体从箭头S3的方向供应。
图9C展示了气泡消失后弯液面M的恢复情况，当可动件31回到原始位置时，弯液面M少量的收缩。弯液面M的恢复是受靠近喷液口的毛细管作用影响的。(第六实施例)在本实施例中，基本的喷液原理同前面的实施例相同。由于实施例提供了双液流通道结构，能够分别地使用两种液体，一种液体通过加热产生气泡(气泡生成液)，一种液体主要用于喷射(喷射液)。
图10是本发明第六实施例的喷液头的横截面，图11是本发明第六实施例的喷液头部分切除透视图。
在本发明的喷液头中，发热元件2安装在向气泡生成液提供能量的基层元件1上。用于气泡生成液的第二液流通道16设置在基层元件1上，用于喷射液的第一液流通道14设置得直接与喷射口18相连。
第一液流通道14的上游部分与向多个第一液流通道14供应喷射液的第一公共液腔15相连。第二液流通道16上游部分与向多个第二液流通道供应气泡生成液的第二公共液腔17相连。
当气泡生成液和喷射液相同时，可以仅设置一个公共液腔。
由弹性金属制成的隔离壁30放置在第一和第二液流通道14和16之间以分隔它们。在这种情况下，所用的气泡生成液和喷射液不会混合，沿第一和第二液流通道14和16的液体的配给通过隔离壁30会尽可能的分离。当气泡生成液混合到一定程度时，如果不出现问题，那么，隔离壁30无须确保完全隔离。
隔离壁30在正对发热元件2的上方的突出的空间(后面称作喷射压力产生区域；图10中区域A和区域B的气泡生成区域)的部分是一悬臂式可动件31。可动件31有一向喷射口18(液流的下游)延伸的由缝35界定的自由端和一靠近公共液腔15和17设置的支点33。由于可动件31正对气泡生成区域11(B)设置，当液体气泡生成时，可动件31在第一液流通道侧向喷液口18打开，如图10和11中箭头所示。在图11中，用作发热元件2的耐热件和向耐热件供应电信号的接线电极5设置在基层元件1上，隔离壁30也设置在基层元件1上，经过一限定第二液流通道16的空间。
可动件31的支点、33和自由端32之间，及与发热元件2的位置关系与前面的实施例一样。
前面的实施例中已经介绍了液体供应通道12和发热元件2之间的结构关系，本实施例中第二液流通道16和发热元件2之间的关系与之相同。
下面将介绍本发明喷液头的操作。
图12A和12B是介绍可动件31的操作的图。
为了驱动喷液头，供应到第一液流通道14的喷射液和供应到第二液流通道16的气泡生成液使用相同的含水油墨。
当发热元件2产生的热量作用在第二液流通道16的气泡生成区域11中的气泡生成液时，象前面实施例中介绍的一样，根据USP4,723,129介绍的薄膜沸腾现象，产生气泡40。
在本实施例中，除了气泡生成区域11的上游，气泡压不在其它三个方向损失。气泡生成的压力主要传递给设置在喷射压力产生区域的可动件31。随着气泡40的长大，可动件31从图12A中的状态向上移动到图12B中的第一液流通道14。由于可动件31的移动，在第一液流通道14和和二液流通道16之间存在着扩大的联系，由气泡40的产生引起的压力沿第一液流通道14主要都传向喷射口18(方向A)。压力的传递和可动件31的机械位移使液体从喷射口18喷出。
当气泡40收缩时，可动件31回到图12A所示的位置，与喷射的液体相等的数量的液体从上游供应到第一液流通道14。与前而的实施例一样，在本实施例中，在可动件31的闭合方向供应液体，使得喷射液体的再填充不受可动件31的阻碍。
在本实施例中，关于与可动件31的移动同时产生的气泡压力的传递，气泡生长方向和逆流波的阻碍的主要作用和效果同第一实施例中的相同。下面将介绍本实施例的双液流通道的其它优点。
根据本发明的上述结构，喷射液和气泡生成液分别使用不同的液体，气泡生成液中气泡生成产生时产生的压力使喷射液被喷射。因此，当使用一种高粘度液体时，如聚乙二醇，在这种液体中，通过利用热能不能充分的进行气泡生成，而且喷射力也不令人满意，但这种液体可以供应到第一液流通道14，并通过提供一适于气泡形成的液体(约1-2CP乙醇和水的混合物，比率为4∶6)而喷射。或者向第二液流通道供应一低沸点液体。
当选择一根据施加的热量不使晶体沉积在发热元件的表面的液体作为气泡生成液时，气泡的产生是稳定的，并能进行较好的喷射。
由于利用本发明的喷液头的结构也能得到前面实施例取得的效果，因此高粘度液体能够在高喷射效率和高喷射力下喷射。
此外，当一易被热能损坏的液体作为喷射液供应到第一液流通道14时一不易受热影响并能充分气泡生成的液体供应到第二液流通道16时，易受热损坏的液体不会受到热的破坏，并能在高喷射效率和高喷射力下喷射。(其它实施例)本发明和实施例的喷液头和喷液方法的主要部分已作了介绍。现在将参照附图介绍充分提供的本发明的其它实施例。在下面的介绍中，上面所介绍的单液流通道或双液流通道均适用于下面的实施例。如果没有特别提出，该实施例可应用两种结构。<液流通道的顶部形状>
图13是说明可动件和第一液流通道的列置的图。
如图13所示，一带槽件50在隔离壁30的上方形成，并有一用作第一液流通道13(或者是图1A中液流通道10)的槽。在本实施例中，靠近可动件31的自由端32的液流通道的顶部较高，使可动件31能得到一大运动角度θ。通过考虑液流通道的结构、可动件的寿命和气泡生成力能够确定可动件的运动范围。最佳方式是可动件以一包括喷液口18的轴向角的角度运动。
另外，如图13所示，当可动件31的自由端32的位置高度移动得比喷射口18的直径大时，能够传递一更充足的喷射力。此外，由于在可动件31的支点33的液流通道顶部比在自由端32的顶部低，因此，能更有效的阻止由可动件的移动引起的压力波向上游的逃逸。<第二液流通道和可动件的位置关系>
图14A至14C是说明可动件和液流通道结构的图。图14A是隔离壁30和可动件31的顶视图；图14B是除去隔离壁30的第二液流通道16的顶视图；图14C是展示通过部件重叠得到的可动件31和第二液流通道16的位置关系的详图。每个图中的下侧是放置喷射口的前侧。
在本实施例中，第二液流通道16在发热元件2的上游侧有一颈部19(这提到的上游侧是一大液流的上游侧，该液流从第二公共液腔经过发热元件、可动件和第一液流通道流向喷射口)。这样，提供了一腔(气泡生成腔)结构，从而在第二液流通道16中，阻止气泡生成时施加的压力轻易地向上游逃逸。
对于传统的头，其中相同的液流通道被用于气泡生成和喷液，并在其中设置一颈部，以阻止在液腔中由发热元件产生的压力向公共液腔逃逸，在充分考虑到液体再填充时，液流通道在颈部的横截面不能太小在本实施例中，大部分被喷射的液体是第一液流通道中的喷射液，不会消耗许多在设置有发热元件的第二液流通道中的气泡生成液，因此，在第二液流通道中，只需要少量的气泡生成液再填充气泡生成区域11。相应地，由于颈部19的距离非常短，从nμm到n+μm，在第二液流通道中，由气泡生成施加的压力能被阻止逃逸，并且大部分能被传递给可动件31。进一步说，经过可动件31、压力能作为喷射力作用，因此，喷射效率和喷射力能进一步提高。第一液流通道的形状不局限于上述结构；可以采用任何能使气泡生成产生的压力有效地传递给可动件31的形状。
如图14C所示，可动件31的侧面超过了构成第二液流通道的壁，使可动件31能避免落入第二液流通道。按照这种结构，能提供喷射液和气泡生成液的更充分的隔离。另外，由于气泡从缝的逃逸能被阻止，喷射压力和喷射效率可进一步提高。进一步说，当气泡消失时，由上游压力提供的再填充的效果能提高。
在图12B和13中，随着可动件31向上移入第一液流通道14，在第二液流通道气泡生成区域11中产生的气泡40的一部分膨胀并进入第一液流通道14。第二液流通道的高度可以使气泡膨胀并进入其它液流通道，在这种情况下的喷射力比气泡不膨胀的情况更高。为了使气泡膨胀以进入第一液流通道14，最佳方式是第二液流通道16的高度低于气泡的最大高度；第二液流通道的高度最好设定为几μm至30μm。在本实施例中，第二液流通道的高度是15μm。<可动件和隔离壁>
图15A至15C介绍可动件其它形状的图。图15A是展示矩形可动件的图；图15B展示了一可动件，它的支点侧是窄的以有利于可动件的运动。图15C展示一可动件，它的支点侧是宽的以提高可动件的寿命在图15A至15C中，缝35在隔离壁中形成，并形成可动件31。尽管有利于运动和寿命的最佳形状是在支点处的宽度变窄并有一拱形的形状，如图14A所示，可动件也可以是不进入第二液流通道易于移动并有良好寿命的任何形状。
在前面的实施例中，具有平板形状的可动件31和支承可动件31的隔离壁5由镍制成，5μm厚。能够使用的材料不限于此；可以是相对于气泡生成液和喷射液具有耐溶解性的任何材料，作为可动件，它的弹性足以提高充分的运动，并且，在这种材料中能形成窄缝。
这可动件，要具有高的寿命时，下列材料是较好的金属如银、镍、金、铁、钛、铝、铂、钽、不锈钢、磷青铜或它们的合金；或者包含腈基的树脂，如丙烯腈、丁二烯或苯乙烯，包括酰胺基的树脂，如聚酰胺，包含羧基的树脂，如聚碳酸脂，包含醛基的树脂，如聚醛，包含砜基的树脂，如聚砜，液晶聚合物树脂，或者它们的化合物。当可动件要具有高的耐油墨腐蚀性时，下列材料是较好的金属如金、钨、钽、镍、不锈钢、钛或它们的合金；涂覆着如上所述的一种高耐油墨腐蚀性的金属材料的材料；包含酰胺基的树脂。如聚酰胺，包含醛基的树脂，如聚醛，包含酮基的树脂，如聚醚酮，包含亚胺基的树脂，如聚酰亚胺，包含羟基的树脂，如酚醛树脂，包含乙烷基的树脂，如聚乙烯，包含烷基的树脂，如聚丙烯，包含环氧树脂基的树脂，如环氧树脂，包含氨基的树脂，如蜜胺树脂，包含甲(烷)基的树脂，如二甲苯树脂，或者它们的化合物；或者陶瓷，如二氧化硅，或者包含它的化合物。
对于隔离壁，下列材料是好的，聚乙烯，聚丙烯，聚酰胺，聚(对苯二酸-乙二醇)，蜜胺树脂，酚醛树脂，环氧树脂，聚丁二烯，聚氨脂，聚醚酮，聚醚砜，多芳基化合物，聚酰亚胺，聚砜，液晶聚合物(LCP)或其它用于最新工程塑料的树脂和具有令人满意的耐热性、耐溶解性和变形性的树脂，或它们的化合物；氧化硅；氮化硅；金属如镍、金或不锈钢，它们的合金或化合物；镀钛或金的金属。
为使隔离壁具备足够的强度和作为可动件的令人满意的运动，确定隔离壁的厚度必须考虑所用的材料和形状。优选方案是厚度在0.5μm到10μm之间。
在本实施例中，用于形成可动件31的缝35的宽度是2μm。当气泡生成液和喷射液不同时，并且当不允许这两种液体混合时，仅需将缝的宽度设定得使在两液面间形成的弯液面能限制液体的弥散。例如，当使用约2CP(厘泊)的液体作为气泡生成液，大于100CP的液体作为喷射液时，5厘米宽的缝能阻止两种液体的混合。然而，缝的最佳宽度是3μm或更小。
在本发明中，可动件的厚度(tμm)是μm数量级，不包括cm数量级的厚度。当缝的宽度(Wμm)是μm数量级时，最好考虑到具有μm数量级厚度的可动件的制造差异。
当由狭缝形成的可动自由端的厚度和可动件侧端的厚度等于可动件的厚度时(图12A，12B，和13)，考虑到制造差异，缝宽度(W)厚度(t)之间的关系被设定在下而的范围内。这样，能够稳定的限制气泡生成液和喷射液的混合。从设计的观点看，当使用相对于3CP的气泡生成液的高粘度(5CP，10CP，等等)油墨时，只要满足W/t≤1，即使在限定的条件下，也能够长时间的阻止两液体的混合在本发明中，当缝具有几个μm宽度时，能够保证它的“基本密封条件”的功能。
如上所述，当气泡生成液和喷射液不同时，可动件基本上用作隔离元件。由于随着气泡的产生，可动件移动，当量气泡生成液进入喷射液。同时，考虑列这个事实，对于喷墨记录而言，形成图像的喷射液通常具有3％至5％的颜色密度，即使当喷射液中气泡生成液的量是20％或更少时，密度没有大的变化。因此，本发明包括气泡生成液和喷射液的混合液，其中气泡生成液的量是喷射液的20％或更少在上面的实施例中，当粘度改变时，液体混合物中气泡生成液的最大含量是15％。如果混合比率取决于驱动频率，小于或等于5CP的气泡生成液的混合比率最大值是10％。
更具体地，当喷射液的粘度小于或等于20CP时，气泡生成液的混合比率能减小(例如，到5％或更低)。
现在将参照附图介绍发热元件和可动件之间的位置关系。可动件和发热元件的形状、尺寸和数量不局限于下面所述。在可动件和发热元件的最佳排列中，由发热元件产生的气泡施加的压力能有效的用作喷射压力。
图16展示了发热元件的面积和喷墨量之间的关系。
按照传统的喷墨记录方法，即所谓的气泡生成记录方法，由向油墨供应热能引起条件变化，伴随油墨体积的剧烈变化(产生气泡)，油墨在条件变化所产生的压力下从喷射口喷出并落在记录介质上以形成图像。如图16所示，发热元件的面积同喷墨量成比例，并且存在一个不影响喷墨的无效气泡生成区域S。此外，根据发热元件上的焦化，可以发现无效气泡生成区域S围绕发热元件形成。根据这些结果，在发热元件周围的约4μm宽的区域与气泡生成无关。
为了充分利用气泡压力，可动件被设置得使它的可动部分直接覆盖在有效气泡生成区域的上方，即从发热元件的边缘向内约4μm宽或更宽的内部区域。在本实施例中，有效气泡生成区域定义为从发热元件的四周向内约4μm或更宽的内部区域。这个区域不限于此，根据发热元件的类型和形成方法可以变化。
图17A和17B是展示可动件和发热元件之间的位置关系的具体的顶视图。为58×μm的发热元件2安排了在整个区域不同的可动件301(图17A)和302(图17B)。
可动件301的尺寸是53×145μm，比发热元件2的面积小，和发热元件2的有效气泡生成区域一样大。可动件301被设置得能覆盖有效气泡生成区域。可动件302的尺寸是53×220μm，发热元件2的面积大(宽度相同，支点和可动末端间的长度比发热元件的长度长)。与可动件301一样，可动件302被设置得能直接覆盖有效气泡生成区域。在下面的条件下测定了两个可动件301和302的寿命和喷射效率。
气泡生成液40％乙醇含水溶剂喷射液染色油墨电压20.2V频率3KHz关于从此实验得到的结果，对可动件的寿命，当提供1×107次脉冲时，可动件301的支点损坏了，而即使提供3×108次脉冲时，可动件302没有损坏。由喷射量和喷射速度得到的动能相对于输入能量增加约1.5到2.5倍。
以上结果显然表明，对寿命和喷射效率而言，优选方式是可动件被设置得恰好覆盖有效气泡生成区域的上方，可动件的面积比发热元件的面积大。
图15展示了从发热元件2的边缘到可动件31的支点的距离和可动件31的位移距离的关系。图19展示了发热元件2和可动件31的位置关系，是侧面结构的横断面视图。
选用了大的40×105μm的发热元件。可以发现，随着发热元件2的边缘和可动件31的支点33之间的距离L变长，位移距离变大。因此，当考虑到需要喷射油墨量，喷液的液流通道结构和发热元件的形状时，能得到最佳位移量并能确定可动件支点的位置。
当可动件的支点设置在发热元件的有效气泡生成区域上方时，不仅由可动件的位移引起的压力，而且气泡压力均直接施加给支点，使可动件的寿命恶化。按照由本发明人实施的实验，可以确定，当支点直接设置在有效气泡生成区域上方时，提供1×106次脉冲，可动件损坏，其寿命恶化。因此，支点应设置在其它位置，而不是直接在发热元件的有效发热区域的上方，使得，即使使用的可动件以低寿命形状形成或由低寿命材料制成，可动件的实际使用寿命变长。即使可动件的支点直接设置在有效气泡生成区域上方，只要选择的可动件的形状和材料是满足要求的，也能使该可动件的寿命变长。根据上述结构，所提供的喷液头在喷射效率和寿命方面是优越的。<基层元件>
下面介绍装置有向液体提供热能的发热元件的基层元件的结构。
图20A和20B是本发明喷液头的纵向横截面视图。图20A展示了具有保护膜的喷液头，图20B展示了没有保护膜的喷液头。保护膜将在后面介绍。
基层元件1包括第二液流通道16，隔离壁30，第一液流通道14和带槽件50。带槽件50有一槽构成，第一液流通道14。
制作基层元件1时，用于绝缘和积累热能的氧化硅或氮化硅薄膜106设置在硅基层107上。如图20A和20B所示，用于形成发热元件的如硼化给(HfB2)，氮化钽(TaN)或铝化钽(TaAl)的电阻层105(0.01至0.2μm厚)和两个如铝的接线电极104(0.2到10μm厚)组合在薄膜106上。从两个接线电极104向电阻层105提供电压，通过电阻层105供应电流以产生热量。-0.1至2.0μm厚的保护层，如氧化硅或氮化硅，设置在电阻层105上、两个接线电极104之间，在其上面，设置一防穴蚀层(0.1-0.6μm厚)，如钽，以保护电阻层免受各种液体的损害，如油墨。
具体的说，由于在气泡发生或消失时产生的压力和冲击波非常强，使硬且脆的氧化膜的寿命恶化，因此，使用金属，如钽(Ta)作为防穴蚀层。
不需要保护层的结构取决于液体类型、液流通道结构和电阻材料的组合。这种结构的例子如图20B所示。不需要保护层的电阻层材料是铱-钽-铝合金。
如上所述，在上面的实施例的结构中，仅在电极之间形成电阻层(发热部分)，或者也形成保护电阻层的保护层。
在本实施例中，发热元件具有发热部分，包括根据电信号产生热量的电阻层。发热元件不局限于本例中。可以使用在液体中产生足够的用于喷液的气泡的发热元件，如具有根据接收的激光束产生热量的光热转换器的发热元件，或者具有根据接收的高频产生热量的发热部分的发热元件。
(此外，电热转换器不仅包括构成发热元件的电阻层105和向电阻层提供电信号的接线电极104，而且用于分别的驱动电热转换器的功能元件如传感器，二极管，锁存器和移位寄存器，通过半导体制造过程，可以整体地形成在基层元件1中。)为了驱动基层元件1上的电热转换器的发热部分并喷液，一图21中所示的矩形脉冲从接线电极104供应给电阻层105，接线电极104之间的电阻层105被剧烈加热。
图21是展示驱动脉冲形状的详图。
在前面每一实施例的喷液头中，发热元件由供应的24V电压，7μsec脉冲宽度，150mA电流和6KHz电信号驱动，使得前面提到的操作被执行以从喷液口喷墨。驱动信号的条件不限于上述，可以使用能在液体中充分产生气泡的驱动信号。<双液流通道结构的喷液头结构>
现在将说明具有一种喷液头结构的例子。其中不同的液体能被适当的分离并引入第一和第二公共液腔，这种喷液头所需零件数量减少以降低制造成本。
图22是说明本发明的喷液头中的供应通道的横截面视图。在前面实施例中使用过的相同的参照数码用来表示相同的零件，而不再进行说明。
在本实施例中，带槽件50主要由具有喷射口18的喷嘴盘51、多个分别用作第一液流通道14的槽和一凹槽部分构成，凹槽部分与第一液流通道14相连并形成向第一液流通道14供应液体(喷射液)的第一公共液腔15。
通过将隔离壁30粘接在带槽件50的下部能形成第一液流通道14。带槽件50有一垂直地穿过带槽件50到达第一公共液腔15的第一供应通道20。此外，带槽件50有一垂直地穿过带槽件50通过隔离壁30到达第二公共液腔17的第二供应通道21。
沿着第一液体供应通道20，第一种液体(喷射液)被供应到第一公共液腔15，进而到第一液流通道14，如图22中箭头C所示。沿着第二液体供应通道21，第二种液体(气泡生成液)被供应到第二公共液腔17，进而到第二液流通道16，如图22中箭头D所示。
虽然在本实施例中第二液体供应通道21与第一液体供应通道20平行设置，但第二液体供应通道的排列不限于此。只要它设置在第一公共液腔的外侧，能穿过隔离壁30与第二公共液腔17相连，那么任何排列均可取。
第二液体供应通道21的宽度(直径)的确定要考虑到被供应的第二种液体的量。第二液体供应通道21的形状无需是圆的，也可以是矩形。
通过连接带槽件50和隔离壁30能形成第二公共液腔17。例如，如图23中本实施例的立体分解图所示，一公共液腔框架和第二液流通道壁由基层元件上的干膜形成，固定有隔离壁30的带槽件50与基层元件1相联接，从而形成第二公共液腔17和第二液流通道16。
在本实施例中，如前所述，在由金属，如铝制成的支撑件70上装配基层元件1，在基层元件上设置有多个用作发热元件的电热转换器，在气泡生成液中，发热元件产生热量，通过薄膜沸腾而产生气气泡。
在基层元件1上设置有多个构成液流通道16的槽，这些槽用第二液流通道壁形成；凹槽部分与多个气泡生成液流通道相连并构成了用于向各个气泡生成液流通道供应气泡生成液的第二公共液腔17(公共气泡生成液腔)；与可动件31配置在一起的隔离壁30。
带槽件50包括当带槽件50与隔离壁30联接时，构成喷射液流通道(第一液流通道)的槽；与喷射液流通道相连并构成向各个喷射液流通道提供喷射液的第一公共液腔(公共喷射液腔)15的凹槽部分；第一供应通道(喷射液供应通道)20，喷射液沿该通道提供给第一公共液腔；第二供应通道(气泡生成液供应通道)21，气泡生成液沿该通道提供给第二公共液腔17。设置在第一公共液腔15外侧的第二供应通道21穿透隔离壁30，与连接第二公共液腔17的通道连通。利用这个通道，气泡生成液供应给第二公共液腔17而不与喷射液混合。
按照基层元件1、隔离壁30和带槽件50之间的位置关系，可动件31设置得与基层元件1中的发热元件2对应，喷射液流通道14设置得与可动件31对应。虽然在本实施例中带槽件上只形成一个第二供应通道，但是，根据所供应的液体量，也可以形成多个供应通道。此外，可以确定喷射液供应通道20和气泡生成液供应通道21的横截面积与供应量成正比。通过优选通道的横截面积，构成带槽件50的零件的尺寸可以制造得更小。
如上所述，按照本实施例，第二种液体沿第二供应通道供应给第二液流通道，第一种液体沿第一供应通道供应给第一液流通道，第二供应通道和第一供应通道用同一带槽件的带槽顶板形成。因而，能减少零件，缩短制造过程，降低制造成本。
此外，在本实施例中，第二种液体供应到与第二液流通道相连的第二公共液腔是沿第二液流通道在一个方向进行的，使得分离第一和第二液体的隔离壁被穿透。因此，连接隔离壁、带槽件和带发热元件的基层的工序只需进行一次，联接精度提高了，导致令人满意的喷液。
由于第二种液体通过隔离壁供应到第二液体公共液腔，能保证第二种液体供应到第二液流通道，并供应充足量的液体。因此，能够进行稳定的喷液。<喷射液和气泡生成液>
如前面的实施例所述，按照本发明，利用具有可动的结构，与传统的喷液头相比，液体能在更大的喷射力和更高的喷射效率下快速喷射。当使用同一液体作为喷射液和气泡生成液时，液体不受发热元件提供的热量的破坏，即使在加热时也几乎没有沉淀沉积在发热元件上，并能利用热量进行蒸发和凝缩的可逆条件变化。进一步说，各种不导致液流通道，可动件和隔离壁恶化的液体都能使用。
用来记录的液体(记录液)的成分同传统的气泡生成设备使用的油墨的成分相同。
另一方面，当使用本发明的双液流通道结构喷液头时，喷射液和气泡生成液是不同的，具有上述性质的液体能被用作气泡生成液。更具体的，气泡生成液包括甲醇，乙醇，n-丙醇，异丙醇，n-己烷，n-庚烷，n-辛烷，甲苯，二甲苯，亚甲基二氯化物，三氯乙烯，氟氯烷TF，氟氧烷BF，乙醚，二噁烷，环己烷，亚甲基乙酸盐，乙基乙酸盐，丙酮，丁酮，水，或它们的混合物。
各种类型的液体都能用作喷射液，与气泡生成性质和热学性质无关。此外，具有低气泡生成性质的液体，易受热影响或恶化的液体，或高粘度液体，所有这些在传统意义上难于喷射的液体，均可用作喷射液。
最佳性能是喷射液的性能不因为液体的反应或同气泡生成液的反应而影响喷射、气泡生成和可动件的运动。
高粘度油墨也能用作记录用的喷射液。此外，易受热损坏的医药液体和芳香液体也能用作其它例子的喷射液。
按照本发明，具有下面成分的油墨被用作记录液，能用于喷射液和气泡生成液两者。由于通过喷射力的改善喷墨速度提高了，从而提高了液滴在记录介质上的记录精度，能得到令人满意的记录图像。
染色油墨，粘度2CP(比色指数，食用黑2号)染料3wt％二甘醇 10wt％硫二甘醇5wt％乙醇3wt％水 77wt％此外，具有下面成分的气泡生成液和喷射液能一起使用，并被喷射以进行记录。因此，不仅是传统头中难于喷射的几十CP粘度的液体，而且是150CP的高粘度液体能令人满意的喷射，得到高质量图像。
气泡生成液1乙醇 40wt％水 60wt％气泡生成液2水 100wt％气泡生成液3异丙基醇 10wt％水 90wt％喷射液1 炭黑5wt％色素油墨(约15cp粘度)苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸乙基共聚物(氧化140，平均分子重量8000)1wt％单乙醇胺0.25wt％
甘油 69wt％硫二甘醇 5wt％乙醇 3wt％水16.75wt％喷射液2聚乙二醇200(55cp粘度)100wt％喷射液3聚乙二醇600(150cp粘度) 100wt％在传统意义上，当使用难于喷射的液体时，低喷射速度加大了喷射方向的差异，反过来影响了记录介质上的液滴着落精度，由于不稳定喷液引起的喷液量的变化，不易得到高质量的图像。利用上面实施例的结构，通过使用气泡生成液能充分地，稳定地产生气泡以稳定地喷射高粘度液体。因此，能够提高液滴落在记录介质上的精度能稳定喷墨的量相应地，极大的提高记录图像的质量。<喷液头的制造>
现在介绍本发明喷液头的制造过程。
为了制造图2展示的喷液头，支撑可动件31的基座34通过与干膜结合在基层元件1上形成。可动件31粘接或焊接在基座34上。然后，带有多个用作液流通道10的槽的带槽件和用作公共液腔13的凹槽部分粘接在基层元件1上，使得槽与可动件相对应。
现在介绍图10和23展示的具有双液流通道结构的喷液头的制造过程。
图23是本发明喷液头的分解立体图。
概括的说，在基层元件1上形成第二液流通道16的壁，隔离壁30安装到通道壁上。然后，其上形成有用作第一液流通道14的槽的带槽件50被粘接到总的结构上。另一种方式，在第二液流通道16壁形成后，安装附有隔离壁30的带槽件50被粘接到通道壁上。此后，喷液头制作完成。
现在详细介绍第二液流通道的制作方法。
图24A至24E是说明本发明喷液头制作方法的图。
在本实施例中，如图24A所示，使用与半导体制作工艺使用的相同的制造设备在基层元件(硅片)1上形成电热转换器，电热转换器由硼化铪或氯化钽制成带有发热元件2。然后，清洗基层元件1的表而以改善在下面的步骤贴合光敏树脂的附着力。为进一步提高附着力，使用紫外线臭氧对基层元件表面进行改进，一种包括硅烷LA189，由Nihon Unika有限公司生产)的溶液用乙醇稀释到1wt％，并旋涂在改进的表面上。
然后，清洗表面，一紫外线光敏树脂薄膜(干膜SY-138，由东京Ohka Kogyo有限公司生产)DF叠层在已改善附着力的基层1上，如图24B所示。
如图24C所示，光掩膜PM放置在干膜DF上而，用紫外线照射，经过光掩膜PM，一部分干膜DF作为第二液流通道壁保留下来，曝光步骤采用佳能公司生产的MPA-600以约600mJ/cm2的曝光量进行。
接下来，如图24D所示，干膜DF在由二甲苯和构成的显影液(BMRC-3东京OHka Hogyo有限公司生产)中冲洗，没有曝光的部分溶解了，经过曝光和处置的部分形成了第二液流通道16的壁。基层元件1表面上的剩余物用氧气等离子抛光设备(MAS-800由Alkantec有限公司生产)加工90秒并清理。然后，组合的基层1在150℃用100mJ/cm2的紫外线照射两小时，以彻底处理曝光部分。
利用上述方法，第二液流通道由多个加热板精确的统一的形成利用分割上述硅基层而得到多个加热板(基层元件)。硅基层用装有0.05mm厚金刚石刀片的切割机(AWD-4000东Seimitsu有限公司生产)分割成基层元件1。被分离的加热板同粘结剂(SE4400Toray工业公司)固定在铝底板70上(图27)。然后，预先粘接到铝底板70上的打印接线板71用0.05mm直径的铝线(未显示)联接到加热板1上。
如图24E所示，由带槽件50和隔离壁30组成的组件按照上述方法定位并粘接到已得到的加热板1上。即，带有隔离壁30的带槽件50和加热极1互相定位，并通过压板弹簧78联接固定在一起。然后，油墨1气泡生成液体供应件80被粘接到铝底板70上，铝线之间的缝隙和带槽件50、加热板1和油墨/气泡生成液供应件80之间的缝隙用硅(TSE 399东芝硅有限公司生产)密封。
由于第一液流通道是通过上述方法形成的，它们能够相对于加热板上相应的加热器准确的定位。特别地，当带槽件50和隔离壁30被预先粘接在一起时，能够提高第一液流通道14和可动件31的位置精度。
通过这种高度精度制造工艺，能稳定喷液，并提高打印质量。进一步说，由于喷液头能在单片上形成，因此，能以低成本制造大量的喷液头。
虽然在本发明中，使用了紫外线处置型干膜以形成第二液流通道，但是具有紫外线吸收波段，尤其是248mm左右的树脂均可使用。在树脂被层叠并处置后，作为第二液流通道的那部分树脂由激元层直接清理以提供给喷液头。
另一种制造方法。
图25A至25D是介绍本发明喷液头的制造方法的图。
在本例中，如图25A所示，一15μm厚的保护层101按第二液流通道的形状形成在SUS基层100上。
然后，如图25B所示，在SUS基层100上进行电镀，15μm厚的镍层102生长在SUS基层100上。电镀液包括硫酸镍、应力降低剂(Zeroall世界金属公司生产)、硼酸、防蚀剂(NP-APS世界金属公司生产)和氯化镍。关于电镀时电场的设置，一个电极配置在阳极，组合的SUS基层100配置在阴极，电镀液温度是50℃，电流密度是5A/cm2。
接下来，如图25C所示，超声振动传递给已完成电镀的SUS基层100，镍层102从SUS基层100剥离，并用来形成期望的第二液流通道。
用半导体所用的相同的制作设备使放置有电热转换器的加热板形成在硅片上。与前面的实施例一样，硅片被切割机分割成加热板。加热板1被接合到铝底板70上，打印接线板104被接合到加热板上，打印接线板71与铝线(未显示)相连以提供电线。如图25D所示，已得到的第二液流通道对着发热板1定位并固定。这些零件由安装有隔离壁30的底板和压板弹簧以与第一实施例相同的方式联接并固定。这样，液流通道和加热板仅需在原位固定，致使当连接底板时，不会发生位置移动。
在本例中，涂覆紫外线固化粘结剂(Amicon UV-300日本Grace公司)用于定位和安装，组合结构用紫外线辐照设备以100ml/cm2的曝光量照射3秒以完成安装。
按照上述方法，第二液流通道相对于发热元件能精确的定位，由于液流通道壁由镍形成，它们不易受碱性液体影响。因此，能够提供可靠的喷液头。
另一种制造方法。
图26A至26D是说明本发明喷液头制造方法的图。
在本实施例中，如图26A所示，保护层103涂在15μm厚的SUS基层100的两侧，SUS基层有对准孔或对准标记100a东京Ohka Kogyo公司生产的PMERP-AR900用作保护层103。
然后，如图26B所示，用曝光设备(MPA-600佳能公司生产)进行曝光，以便调整基层元件100的对准孔100a，在要形成第二液流通道的部分除去保护层103。曝光以800mJ/cm2的曝光量进行。
接下来，如图26C所示，在两侧组合有保护层103的SUS基层100被浸入侵蚀液(氧化铁(II)或氯化铜(II)的水容液)中，没有保护层103的曝光部分被侵蚀掉。然后，剥离保护层。
最后，如图26D所示，用与前面实施例相同的方式，将被侵蚀的SUS基层100定位并安装到加热板1上，以提供具有第二液流通道16的喷液头。
按照本例的方法，第二液流通道能相对于加热器精确的定位。由于液流通道由SUS形成，它们不易受酸液和碱液的破坏。因此，能够提供可靠的喷液头。
如上所述，按照上面实施例的方法，由于第二液流通道壁已预先形成在基层元件上，电热转换器和第二液流通道能精确的定位。在加热板被分成多个基层元件前，第二液流通道能与这些多个基层元件同时形成，从而，能以低成本提供大量的喷液头。
此外，在用本实施例的上述方法制造的喷液头中，由于发热元件和第二液流通道的精确定位，由电热转换器提供热能产生的气泡所产生的压力能被有效的接收，并得到较高的喷射力。<喷液头箱>
将简要的安装本发明喷液头的喷液头箱。
图27是喷液头箱的分解立体图。
如图27所示，喷液头箱主要包括喷液头200和液体盒90。
喷液头200包括基层元件1，隔离壁30，带槽件50，压板弹簧78，液体供应件90和支撑件70。如前所述，多个发热阻件在基层元件上成行排列以向气泡生成液提供热能。此外，多个功能元件设置在基层元件1上，以交替的驱动发热阻件，在基层元件1和带可动件的隔离壁30之间界定了气泡生成液通道，气泡生成液沿此通道流动。通过将隔离壁30粘接到带槽件50上界定了喷射液通道，喷射液沿此通道流动。
压板弹簧78通过向基层元件1施加压力作用在带槽件50上。利用这个压力，基层元件1，隔离壁30，带槽件50和后面将介绍的支撑件70令人满意的装配在一起。
支撑件70用来支撑基层元件1。在支撑件上安置着接线板71和接触垫72。接线板71与基层元件1相连以提供电信号。接触垫72与一设备相连，利用该设备交换电信号。
液体盒90中分别装有提供给喷液共的喷射液，如油墨和用于气泡生成的气泡生成液。在液体盒90的外面配置有定位件94和固定轴95，定位件94用于确定连接喷液头和液体盒的连接件的位置，固定轴95用于固定连接部分。喷射液从液体90中的喷射液供应通道92沿在接件中的供应通道84供应到液体供应件80中的喷射液供应通道81中，最终，经过各个件的喷射液供应通道83，71和21到达第一公共液腔。同样的，气泡生成液从液体盒90中的气泡生成液供应通道93沿连接件中的供应通道供应到液体供应件80中的气泡生成气泡生成液供应通道82，最终，经过各个件的气泡生成液供应通道84，71和22到达第二公共液腔。
对于喷液头箱，已经介绍了当气泡生成液和喷射液不同时的供应路线和液体盒。当两液体相同时，供应路线和液体盒不需要分别地供应气泡生成液和喷射液。
当初始液体用完后，液体盒通过再填充液体可继续使用。为做到这点，最好为液体盒配置液体注入口。喷液头和液体盒可以是整体形成或分割形成。<喷液设备>
图28是介绍喷液设备结构的简图。
在本实施例中，将介绍用油墨作为喷射液的喷墨记录设备。在喷液设备的头架HC上安装有头箱，容有油墨的液体盒90和喷液头200活动安装在头箱上。头架HC在记录介质150如记录纸张的宽度方向往复运动，记录介质由记录介质送进装置送进。
当驱动信号从驱动信号供应装置(未显示)供应给头架HC上的喷液装置时，液体从喷液头向记录介质喷射。
本发明的喷液设备包括马达111、齿轮112和113、支架轴115。马达111作为动力源，驱动记录介质送进装置和头架HC，齿轮112和113将动力源的力传递给头架HC。当利用这种记录设备，按照喷液方法向各种记录介质喷液时，能得到令人满意的图像。
图29是说明利用本发明的喷液方法和喷液头通过喷墨记录图像的记录设备的整体布置的框图。
记录设备从主计算机300接收作为控制信号的打印数据401。打印数据临时存在输入接口301中。同时，打印数据转换成设备内部能处理的数据，并将最后的数据传送给作为头驱动信号供应装置的CPU302。根据ROM303中存贮的控制程序，CPU302利用辅助系统，如RAM304处理接收的数据，将行数据转换成图像数据。
此外，为了在记录纸张的合适位置记录图像数据(CPU302利用图像数据准备用于驱动马达的驱动数据，所述马达使记录纸张和记录头同步运动。图像数据和马达驱动数据分别的经过头驱动器307和马达驱动器305传送给头200和驱动马达306，驱动马达在被控制的时间驱动以形成图像。
能用于上述记录设备并能向其上喷液/墨的记录介质可以是下面各种之一纸，OHP纸，用于致密盘和装饰薄板的塑性材料，纤维，金属如铝或铜，皮毛如、猪皮或工艺羽毛，木材如胶合板、竹子，陶瓷如瓷砖，或者三维网状结构如海绵。
记录设备包括在各种纸和OH纸上打印的打印机；在塑性材料，如致密盘上记录的塑性记录设备；在金属板上记录的金属记录设备；在皮毛上记录的皮毛记录设备；在木材上记录的木材记录设备；在陶瓷上记录的陶瓷记录设备，在三维网状结构，如海绵上记录的记录设备，在纤维上记录的纺织印刷设备。
与各个记录介质和记录条件匹配的液体能够用作这些喷液设备的喷射液。<记录系统>
现在将介绍采用本发明的喷液头作为记录头在记录介质上记录图像的喷墨记录系统的例子。
图30是介绍采用本发明的喷液头201a至201d的喷墨记录系统的结构详图。
喷液头201是满行型的，其上有多个沿对应于记录介质227的有效记录宽度的长度方向以360dpi间隔设置的喷射口。四个对应于颜色黄(Y)、品红(M)、青(C)和黑(Bk)的记录头由支架202按X方向的预定间距相互平行的支撑。
信号由包括驱动信号供应装置的头驱动器307供应给这四个记录头，记录头对应于信号被驱动。
四色油墨Y、M、C和BK由油墨盒204a至204d分别的供应给记录头。气泡生成液盒204e用于保存气泡生成液。气泡生成液由该盒供应给记录头。
头盖203a至203d具有内部的油墨吸收件，如海绵，头盖安置在各个记录头下面。当不进行记录时，盖203a～203d盖住记录头201的喷射口以保护它们。
传送带206是送进装置，用于送进前面实施便介绍的各种记录介质，传送带206沿预定路线由辊支撑放置，并由与马达驱动器305相连的驱动轴驱动。
在本喷墨记录系统中，预处理器251和后处理器252分别设置在记录介质送进线路的上游和下游，在打印进行前后对记录介质进行不同的处理。
预处理和后处理的差异取决于记录介质类型和油墨类型。例如，作为预处理，如金属、塑料和陶瓷的记录介质用紫外线和臭氧照射，以增加油墨的附着其它记录介质，如塑料，易于产生静电，会在表面吸附尘土，从而影响记录算处理。因此，作为这种介质的预处理，用电离剂除去记录介质的静电，从而去除记录介质表面的尘土。此外，当纤维被用作记录介质时，作为预处理，为了改善防渗能力和抽空度，向记录材料提供碱性物质，含水物质，合成聚合物，含水金属盐，尿素或硫脲。预处理不限于上面所提及的，它们还涉及记录介质温度的设定，以确定适于记录的温度。
后处理包括热处理，用紫外线照射促进油墨附着的固化处理，或去除预处理提供的、印刷过程中没有去除的处理剂的处理。
在本实施例中，采用了满行型喷液头，但喷液头的类型不限于此。前面述及的致密头可以在记录介质的宽度方向移动以记录图像。<头附件>
现在介绍包括本发明的喷液头的头附件的构成。
图31是展示头附件的详图。
在图31中，头附件的附件箱501是装有本发明的头510，油墨盒520，油墨再填充装置530。头510具有用于喷墨的喷墨部分511；油墨盒520是液体盒，既能作为头510的一部分也可作为单独的部分；油墨再填充装置530用于容纳油墨以备再填充油墨盒520。
当油墨盒520中的油墨用完时，油墨再填充装置的插入部分(注射针头)531部分地插进油墨盒520的联通口521，该口与头相通，或者插进油墨盒壁上的开口，致使油墨再填充装置中的油墨经过插入部分531能传输给油墨盒520。
鉴于本发明的喷液头，油墨盒和油墨再填充装置装在一单独的附件箱中并构成一个头附件，即使在油墨用完时，也能容易的再填充油墨并迅速恢复记录。
虽然本实施例的头附件具有油墨再填充装置，但也可采用其它类型的没有配置油墨再填充装置的头附件，在这种类型的附件箱510中装有充满油墨的单独的油墨盒和喷液头。
虽然在图31中仅展示了再填充油墨盒的油墨再填充装置，除油墨盒之外用于再填充气泡生成液盒的气泡生成液再填充装置也可装在附件箱中。
现在将参照附图介绍本发明的几个例子。(例1)图32A和32B是本发明例1的喷液头的主要部分的横截面图。
如图32A和32B所示，喷液头包括液体被喷射出；所经过的喷射口，718具有圆管形状的第一供应通道720；第一液流通道714，由不锈钢形成，供应到第一供应通道720的液体沿该通道流向喷射口718；发热元件702，用于提供热能以在液体中气泡生成；基层元件701，由铝制的支撑件770支撑，其上安置有发热元件702；第二供应通道721，气泡生成液从第二液腔沿该通道供应；第二液流通道716，供应到第二供应通道721的液体沿该通道流向气泡生成区域711；可动件731，可通过气泡生成区域711产生的气泡施加的压力移动；包括可动件731的隔离壁730，第一供应通道720与保存喷射液的第一液腔(未显示)相连，喷射液从第一液腔供应。第一液流通道714与喷射口718和第一供应通道720相连。第二供应通道721与贮存在气泡生成区域711中用于气泡生成的气泡生成液的第二液腔(未显示)相连，气泡生成区域711位于发热元件702上方。第二液流通道与第二供应通道721相联。可动件731正对气泡生成区域711，可动件731有一靠近喷射口718的自由端，在另一端有支点，可动件安置得使第一液流通道714和第二液流通道716分开。当气泡生成区域711气泡生成时，可动件731受气泡压力的作用向第一液流通道714移动。并将第一液流通道714与第二液流通道716联通隔离壁730分隔第一液流通道714和第二液流通道716。第一供应通道720不限于有环形截面的管形，也可以是矩形横截面的管形。形成第一液流通道714的零件具有与支撑件770相同的热膨胀系数。
现在详细介绍第一供应通道720和第二供应通道721的结构。
图33A和图33B是图32A和32B中展示的第二供应通道721的结构的立体图。图33A展示了为每个第二液流通道716配置的第二供应通道721，图33B展示了与隔离壁730整体形成，仅配置在左右两侧的第二液流通道721。图34A和图34B是图32A和32B展示的第一供应通道720和第二供应通道721的后视图。图34A展示了为每个第二液流通道716配置的第二供应通道721，图34B展示了与隔离壁730整体形成，仅配置在左右侧的第二供应通道721。
如图33，33B，34A和34B所示，第二供应通道721和对应其配置的第二供应口721a能够配置给每个第二液流通道716，或者当通道721与隔离壁730整体形成时，仅配置在左右侧。液体从第一供应通道720的两侧供应。
图35至37是本发明喷液头的立体图。图35展示了一喷液头，其中隔离壁是整体形成，第二供应通道反配置在左右侧。图36展示了一喷液头，其中隔离壁是整体形成，为每一第二液流通道配置了第二供应通道。图37展示了一喷液头，其中隔离壁对于每一液流通道是分离开的。
现在介绍这种结构的喷液头的操作。
喷射液从第一供应通道720经过第一供应口720a供应到第一液流通道714。气泡生成液从第二供应通道721经过第二供应口721a供应到第二液流通道716。同时，可动件731将第一液流通道714同第二液流通道716分隔。
通过发热元件702产生的热量，在气泡生成区域711产生一个气泡。随着气泡的长大，可动件731的自由端移向第一液流通道714，使得第一液流通道714与第二液流通道716相联。
因此，根据可动件731的移动，气泡生成液施加的压力沿可动件731指向喷射口718，第一液流通道714中的液体能通过喷射口718高效的喷射。
当气泡收缩并最终消失时，可动件731闭合并再次分隔开第一液流通道714和第二液流通道716。
当可动件731闭合时，喷射液从第一供应通道720经过第一供应口720a供应到第一液流通道714，在喷射口718附近的区域进行再填充。气泡生成液从第二供应通道721经过第二供应口721a供应到第二液流通道716，在气泡生成区域711附近的区域进行再填充。
上述由多个基层元件构成的喷液头是细长形的。管形的第一供应通道720和第二供应通道721是整体形成，在制造过程中，这个组被插进喷液头。(例2)图38是本发明例2的喷液头的主要部分的横截面图。
如图38所示，喷液头包括喷射口818，通过该口喷射液体；具有圆管形状的第一供应通道820，第一液流通道814，由不锈钢制成，供应到第一供应通道820的液体沿该通道流向喷射口818；发热元件802，用于提供热能以在液体中气泡生成；基层元件801，由铝制的支撑件870支撑，其上安置有发热元件802；具有圆管形状的第二供应通道821，气泡生成液从第二液腔沿该通道供应；第一液流通道816，供应到第二供应通道821的液体沿该通道流向气泡生成区域811；可动件831，可通过气泡生成区域811产生的气泡施加的压力移动；隔离壁830，其包括可动件831。第一供应通道820与保存喷射液的第一液腔(未显示)相连，喷射液从第一液腔供应。第一液流通道814与喷射口818和第一供应通道820相连。第二供应通道821与保存在气泡生成区域811中以备气泡的气泡生成液的第二液腔(未显示)相连，气泡生成区域811位于发热元件802的上方。第二液流通道与第二供应通道821相联。可动件831正对气泡生成区域811，可动件831有一靠近喷射口818的自由端，在另一端有支点，可动件安置得使第一液流通道814和第二液流通道816分开。当气泡生成区域811气泡生成时，可动件813受气泡压力的作用向第一液流通道814移动，并将第一液流通道814与第二液流通道816联通。隔离壁830分隔开第一液流通道814和第二液流通道816。第一供应通道820不限于有环形横截面的管形，也可以是有矩形横截面的管形。形成第一供应通道814的零件具有与支撑件870相同的热膨胀系数。
现在详述第一供应通道820和第二供应通道821的结构。
图39是说明图38展示的第一供应通道820和第二供应通道821的结构的图。
如图39所示，液体从两侧供应到均是管形的第一供应通道820和第二供应通道821。液体经过第一供应口820a和第二供应口821a供应至第一液流通道814和第二液流通道816。
上述由多个基层元件构成的喷液头是细长形的。具有管形的第一供应通道820和第二供应通道是整体形成，在制造过程中，这个组件被插入喷液头。此外，如图39所示，在形成第一供应通道820和第二供应通道821的过程中，供应液体的两端在供应通道820和821形成后进行装配。
现在介绍喷液头的恢复操作。
图40A至40D是介绍本发明的喷液头进行恢复操作的图。
如图40A至40D所示，在喷液头进行的恢复操作中，首先，关闭被供应喷射液的第一供应通道820，被供应气泡生成液的第二供应通道821进行循环恢复(图40A)。
然后，在关闭第一供应通道820的同时，在第二供应通道821中，压力从两侧施加以从第二供应口821a排放气泡生成液(图40B)。
接下来，关闭第二供应通道821，第一供应通道820进行循环恢复(图40C)。
最后，在关闭第二供应通道821的同时，第一供应通道820被从两侧加压，从而从第一供应口820a排放喷射液，并排放混在喷射液中的气泡生成液(图40D)。(例3)图41A至41C是说明本发明例3的图。图41A展示了一喷液头，其中气泡滞留在第二液流通道靠近喷射口处。图41B展示了一喷液头，滞留的气泡已从其中除去。图41C展示了一喷液头，其中一壁伸展至可动件下。
如图41A所示，在喷液头中，其中通过发热元件902提供的热量在气泡生成区域911产生气泡，可动件通过施加的压力移向第一液流通道914，使第一液流通道914中的液体通过喷射口918喷射，气泡生成区域911产生的气泡滞留在第二液流通道916中比可动件931更靠近喷射口918的位置，供应通道的恢复困难。
接下来，如图41B所示，气泡生成区域911前面的壁936伸展至可动件931的自由端处，除去了图41A中所示的A部分。因此，不存在在气泡生成区域911产生的气泡生成滞留的区域。
另外，如图41C所示，当气泡生成区域911前面的壁伸展至可动件下时，壁936可用作限制可动件931向下运动的元件。从而确保第一液流通道914和第二液流通道916的分隔，相应的，喷射液和气泡生成液分隔存放。
鉴于本发明的上述结构，能够获得下列效果。
(1)喷射液从第一液腔经过第一供应通道和第一液流通道流向喷射口，气泡生成液从第二液腔经过第二供应通道和第二液流通道流向在发热元件上形成的气泡生成区域。由于喷射液和气泡生成液是分离的，喷射液不与发热元件产生接触。因此，当喷射液易受热损坏时，没有由过热引起的沉淀沉积在发热元件上。
这样，增加了所用的喷射液的种类，易于受热损坏的液体也可被使用。
(2)利用细长的喷液头，能均匀稳定地实现快速再填充。
(3)对于管状的第一和第二供应通道的整体形成，即使当喷液头是细长型并设置有多个基层元件时，仍能采用传统的制造方法。
权利要求
1.一种喷液头，包括与喷射口相连的第一液流通道，用于喷射液体；具有气泡生成区域的第二液流通道，在气泡生成区域中通过对液体加热产生气泡；设置在所述第一液流通道和所述气泡生成区域之间的可动件，其在所述喷射口侧有一自由端，所述自由端在所述气泡生成区域中所产生的气泡压力的作用下移向所述第一液流通道，使压力指向所述喷射口；其特征在于，设置多个所述第一液流通道，向第一液腔提供液体的第一供应通道经过多个第一供应口与所述第一液腔相通，所述第一液腔与多个所述第一液流通道共同相通。
2.如权利要求1的一种喷液头，其特征在于，设置多个所述第二液流通道，设置与所述多个第二液流通道共同相通的第二液腔和向所述第二液腔提供液体的第二供应通道。
3.如权利要求1的一种喷液头，其特征在于，对应于所述气泡生成区域，为所述第二液流通道设置一产生热量的发热元件。
4.如权利要求3的一种喷液头，其特征在于，所述发热元件设置在基层元件中。
5.如权利要求4的一种喷液头，其特征在于，设置一支撑件，用于支撑所述基层元件。
6.如权利要求2的一种喷液头，其特征在于，所述第一和第二供应通道是整体形成。
7.如权利要求5的一种喷液头，其特征在于，形成所述第一供应通道的零件的热膨胀系数几乎等于所述支撑件的热膨胀系数。
8.如权利要求1的一种喷液头，其特征在于，形成所述第一供应通道的零件由不锈钢制成。
9.如权利要求5的一种喷液头，其特征在于，所述支撑件由铝构成。
10.如权利要求5的一种喷液头，其特征在于，多个所述基层元件设置在所述支撑件上，具有所述可动件的隔离壁伸展在所述多个基层元件上。
11.如权利要求5的一种喷液头，其特征在于，所述多个基层元件设置在所述支撑件上，对应于所述多个基层元件，设置多个具有所述可动件的隔离壁。
12.如权利要求1的一种喷液头，其特征在于，所述多个所述第一供应口在靠近所述第一液腔的两端处与所述第一液腔相连。
13.如权利要求1的一种喷液头，其特征在于，设置多个所述基层元件，管状的所述第一供应通道设置在所述多个所述基层元件上面，沿着所述第一供应通道，喷射液供应给每一所述基层元件的所述第一液流通道。
14.如权利要求13的一种喷液头，其特征在于，管形的所述第二供应通道设置在所述多个基层元件上面，沿着所述第二供应通道，气泡生成液供应给每一所述基层元件的所述第二液流通道。
15.如权利要求1的一种喷液头，其特征在于，所述第二液流通道在所述可动件的所述自由端处和与所述第二液流通道与所述第二供应通道相通的一侧相对的处终止。
16.如权利要求1的一种喷液头，其特征在于，所述第二液流通道在所述可动件的较低部分，和与所述第二液流通道与所述第二供应通道相通的一侧相对处终止。
17.如权利要求14的喷液头的恢复方法，包括下列步骤在所述第一供应通道的两端关闭时，向所述第二供应通道提供液体；在所述第一供应通道的两端关闭时，从所述第二供应通道的两侧向所述第二供应通道施加压力；在所述第二供应通道的两端关闭时，向所述第一供应通道提供液体；在所述第二供应通道的两端关闭时，从所述第一供应通道的两端向所述第一供应通道施加压力，因此使第一和第二供应通道恢复。
18.如权利要求1所述的喷液头的生产方法，其包括利用镶嵌造型法在所述喷液头中形成所述第一和第二供应通道。
19.一种喷液设备，包括权利要求1所述的喷液头；驱动信号供应装置，用于供应驱动信号，使液体从所述喷液头喷射。
20.一种喷液设备，包括权利要求1所述的喷液头；用于传输记录介质的记录介质送进装置，液体从所述喷液头喷射到所述记录介质上。
21.如权利要求19或20的一种喷液设备，其特征在于，通过从所述喷液头喷墨并使所述油墨落在记录纸张上进行记录。
22.如权利要求19或20的一种喷液设备，其特征在于，通过从所述喷液头喷墨并使所述油墨落在织品上进行记录。
23.如权利要求19或20的一种喷液设备，其特征在于通过从所述喷液头喷墨并使所述油墨落在塑料上进行记录。
24.如权利要求19或20的一种喷液设备，其特征在于通过从所述喷液头喷墨并使所述油墨落在金属上进行记录。
25.如权利要求19或20的一种喷液设备，其特征在于通过从所述喷液口喷墨并使所述油墨落在木材上进行记录。
26.如权利要求19或20的一种喷液设备，其特征在于通过从所述喷液口喷墨并使所述油墨落在毛皮上进行记录。
27.如权利要求19或20的一种喷液设备，其特征在于通过从所述喷液口喷射多种彩色油墨并使多种彩色油墨落在记录介质上进行彩色记录。
28.如权利要求19或20的一种喷液设备，其特征在于设置多个喷射口，以覆盖记录介质上全部有效记录区域。
全文摘要
按照本发明,喷液头包括,与喷射口相通用于喷液的第一液流通道,具有气泡生成区域的第二液流通道和设置在第一液流通道和气泡生成区域之间的可动件,在所述气泡生成区域中通过加热液体产生气泡,所述可动件在喷射口侧有一自由端,自由端在气泡生成区域中产生的气泡的压力作用下移向第一液流通道,使压力指向喷射口,其中设置多个第一液流通道,向第一液腔提供液体的第一供应通道经过多个第一供应口与第一液腔相通,第一液腔与第一液流通道相通。
文档编号B41J2/185GK1177542SQ971180
公开日1998年4月1日 申请日期1997年7月11日 优先权日1996年7月12日
发明者刈田诚一郎, 野俊雄, 浅川佳惠 申请人:佳能株式会社