专利名称：排液头,排液方法和排液装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种排液头，该排液头借助于向液体施加热能所产生的气泡，排出所需液体，本发明还涉及采用所述排液头的排液头盒和排液装置。具体地说，本发明涉及一种带有多个可移动件的排液头，所述可移动件利用气泡的生长可产生位移，本发明还涉及采用所述排液头的排液头盒和排液装置。
本发明适用于能在如纸张，纤维，纺织品，布料，皮革，金属，塑料，玻璃，木器，以及陶瓷等各种记录介质上进行记录的打印机，本发明还适用于复印机，带有通讯系统的传真设备，以及带有打印机的例如文字处理机等设备。本发明还适用于在实际使用中与各类处理装置组合，结构复杂的记录系统。
在本发明的说明书中，“记录”一词不仅代表在记录介质上生成文字，图形，以及其它有含义的图像，同时还表示生成没有特定含义的图案或其它图像。
现有的喷墨记录方法，即所谓的泡喷记录方法是向墨水施加能量，如热能，使墨水产生伴有体积突变的墨水状态的改变(产生气泡)，借助基于上述墨水状态的改变所产生的作用力，从排放口排出墨水，使排出的墨水附着在记录介质上，形成图像。如美国专利4,723,129的说明书和其它文献中所述的，采用所述泡喷记录方法的记录设备通常具有用于排放墨水的排放口；与排放口连通的墨流通道；以及设置在每个墨流通道中的电热转换装置，该电热转换装置用于产生排放墨水所需的能量。
此类记录方法可低噪音、高速地记录高质量的图像。同时使用该排液头实现所述记录方法可更高密度地设置用于排放墨水的排放口，以体积更小的设备获得分辨率更高的记录图像，同时便于获得彩色图像。近年来，泡喷记录方法被广泛应用于多种办公设备，如打印机，复印机，传真设备，还被用于纺织品印刷系统及其它工业领域。
如今，随着泡喷技术和工艺被广泛应用于多个领域目前使用的产品中，近年来更提出了如下所述的各种需求。
为了获得更高质量的图像，建议更新驱动条件，以便在气泡稳定生长的基础上，排液方法可实现良好的墨水排放，其中气泡的稳定生长可确保高速排放墨水。从高质量记录的角度考虑，建议改善墨流通道的结构，以便得到的排液头能在液流通道中高质量地重新填充被排放掉的液体。
除了此类排液头，日本专利申请公开公报No.6-31918的说明书(特别参照申请的第3页)中公开了一个发明，该发明关注伴随生成气泡而出现的逆流问题(压力指向与排放口相反的方向)，由于逆流在排液过程中导致能量损失，因此要改善结构以避免上述逆流。该说明书公开的发明使一三角板部件的三角形部分朝向每个产生气泡的加热器。借助如上所述设置的板件，该发明可暂时、轻微地抑制逆流。但是，该发明没有提及气泡的增长和三角形部分之间的相互关系，也没有公开如何设置这种相互关系。因此该发明仍然存在下述问题。
换言之，上述公开的发明中，加热器位于凹陷部分的底部，以致于难以将加热器与排液口直线连通。因此不能稳定地保证每个液滴的形状均一。同时，由于每个气泡的增长最初出现在三角形部分每个尖端的周缘，气泡从三角板部件的一侧向完全相反的一侧增长。因此每个气泡的增长都是在液体中完成的，如同没有三角板部件时一样。因此对于气泡增长来说，设置三角板部件根本没有意义。相反每个气泡包住了每个三角板部件的整体，在气泡收缩阶段，这种情况会干扰重填液体流到位于上述凹陷部分中的每个加热器处。因此，细小的气泡聚集在凹陷部分中，这样不符合其自身的工作原理，其工作原理是基于气泡的增长实现排液。
其间，专利申请的公开文本EP436047A1公开了一件发明，提出使一位于排液口和气泡生成部分附近区域之间的一个第一截流阀交替地开、闭，并使位于气泡生成部分和供墨部分之间的一第二阀交替地开、闭，以便使它们完全关闭(如EP436047A1的图4-9所示)。但是，该发明不可避免地将三个腔室中的每一个各分成两个。因此，排液时伴随液滴而出的墨水形成显著的尾部，与每个气泡经过增长、收缩和消失的通常排液方法相比，产生了大量“卫星点”(据推测，无法有效利用气泡消失过程中产生的半月形缩进)。重填时，当每个气泡消失后应向气泡生成部分供入液体。但是，由于不可能在下一个气泡产生之前将液体供入每个排液口附近，不仅每个排出液滴的体积显著变化，而且排放响应的频率变得极小。因此所述发明很不实用。
另一方面，本发明的申请人提出了一些有助于有效排放液滴的发明，这些发明采用与现有技术不同的可移动件(板件或类似的，其自由端位于其支点的靠近排液口一侧)。在所述发明中，日本专利申请公开公报No.9-48127的说明书中所公开的方案是为了避免如上所述的哪怕是可移动件活动的轻微干扰，该发明调整了可移动件位移的上限。同样，在日本专利申请公开公报No.9-323420的说明书中公开了一个发明，利用可移动件所带来的便利，其中位于上述可移动件上游的公用液体腔室的位置被设置成可移动至其下游侧，即该可移动件的自由端一侧，以增强重填能力。但是，这些发明都未注意将每个单独的发泡元件作为一个整体，而该发泡元件用于形成液滴，也未注意它们之间的相互关系，这是因为在设计本发明所确定的前提中采用了这样的模式，使得当气泡增长暂时被可移动件包住时，气泡立即被排放至排放口一侧。
此后的下一阶段中，申请人在日本专利申请公开公报No.10-24588中公开了一件发明，其中气泡生成区域的一部分从可移动件中分离出去，作为一个新的发明(声波)，研究通过增大压力波使气泡增长，构成排液的相关元件。但是，该本发明也仅仅关注排液时每个气泡的增长。因此，在设计发明时，考虑了用于形成气泡的涉及构成液滴自身的每个单独的元件，而没有考虑每个之间的相互关系。
尽管已经知道通过薄膜沸腾方法产生的气泡前部(边缘较短型)对排液的影响很大，还没有发明对该特定部分进行改进，使之有效地为形成每个喷墨液滴做贡献。该发明人积极研究上述部分，以便将发明申报为专利时从技术上对其进行阐述。
从形成喷墨液滴的角度出发，精确分析了从形成每个气泡到气泡消失的各个过程。从而，由上述精确分析衍生出多个发明。本发明是其中之一，用于减少喷墨打印所特有的、会降低印品质量，还会污染设备本身及记录介质的卫星点。与传统技术相比，在实施连续排液操作时本发明在稳定图像质量方面可达到极高的技术水平。
本发明的主要目的如下本发明的第一个目的是提出一种极其新颖的排液原理，根据该原理，生成的气泡和位于排液口侧的液体，以及位于供液侧的液体都受到可移动件和整个液流通道的结构设置的抑制。
本发明的第二个目的是提出一种排液方法和一种排液头，通过控制每个喷射液滴的形成过程，可减少卫星点，在喷射操作中基本上消除卫星点。
本发明的第三个目的是减轻记录装置所需结构的系统负载，以便可以消除由于存在卫星点和半月形液面的波动所引起的逆流。
为实现上述目的，本发明的排液头包括一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体。该排液头在产生气泡时所述液流通道包住气泡，液流通道中有一位于所述可移动件侧面的间隙，以便气泡消失时，可移动件上游侧的液体能流入气泡生成区域。
或者，本发明的排液头包括一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体。对于这种排液头，所述限制部件朝向所述液流通道的所述气泡生成区域，当所述移动后的可移动件的自由端附近基本与每个所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，在气泡达到最大体积之前，移动所述可移动件，使之弹性地伸向上游侧，此后在气泡消失阶段，利用可移动件的弹性，使其伸出的部分移向下游侧。
或者，本发明的排液头包括一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体。对于这种排液头，当所述移动后的可移动件基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，气泡达到最大体积时，在所述空间中气泡不会阻塞液流通道。
或者，本发明的排液头包括一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体。对于这种排液头，当所述移动后的可移动件基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，当所述气泡增长到最大时，有液体朝向所述可移动件，并与位于所述空间中所述气泡生成区域的下游侧的液体持续地连接。
或者，本发明的排液头包括一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体。对于这种排液头，当所述移动后的可移动件基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，气泡达到最大体积时，气泡不会覆盖所述可移动件的所述基本被接触的部分。
或者，本发明的排液头包括一加热部件，用于在液流通道中加热液体，以在所述液体中产生气泡；一排液口，与所述液流通道的下游侧相连通，利用所述气泡增长所产生的压力排出所述液体；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，所述加热部件和所述排液口分别处于直线连通状态，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体。对于这种排液头，所述限制部件朝向所述气泡生成区域，当所述移动后的可移动件基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，气泡消失时，所述可移动件盖住所述加热部件的一部分，从而使位于被所述可移动件盖住的区域中的液体从所述可移动件一侧流出。
或者，本发明的排液头包括一加热部件，用于加热液流通道中的液体，以在所述液体中产生气泡；一排液口，与所述液流通道的下游侧相连通，利用所述气泡增长所产生的压力排出所述液体；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，所述加热部件和所述排液口处于直线连通状态，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体。对于这种排液头，所述限制部件朝向所述气泡生成区域，当所述移动后的可移动件基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，气泡消失时所述可移动件盖住气泡的消失点。
或者，本发明的排液头包括一排液口，用于排出液体；一液流通道，与所述排液口相连通，该液流通道带有多个气泡生成区域，以便使液体形成气泡；一可移动件，设置在所述液流通道中，朝向所述气泡生成区域，该可移动件带有一自由端，该自由端相对于朝向所述排液口方向的液流处于下游侧，在所述多个气泡生成区域中，所述可移动件仅设置在朝向所述排液口的液流方向的上游侧的气泡生成区域中。
为了实现前述发明目的，本发明的排液装置包括一个如前面任意一段所述的排液头，和承载记录介质的部件，用以承载接收从所述排液头排出的液体的记录介质。
进一步地，为实现前述发明目的，本发明的排液方法采用一个排液头，该排液头带有一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体，该排液方法包括下述步骤气泡增长时，可移动件包住气泡；气泡消失时，位于所述可移动件上游侧的液体能通过设置在所述可移动件侧面的间隙流入气泡生成区域。
或者，本发明的排液方法可以采用一排液头，该排液头带有一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，利用生成气泡时产生的能量从所述排液口排出所述液体，该排液方法包括下述步骤在所述气泡达到最大体积之前，所述可移动件基本与所述限制部件相接触，移动所述可移动件，使之弹性地伸到上游侧，使带有所述气泡生成区域的液流通道除所述排液口以外形成一基本封闭的空间；在所述气泡的收缩阶段，利用其自身的弹性，将所述可移动件的伸出部分移动到下游侧。
或者，本发明的排液方法可以采用一个排液头，该排液头带有一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，利用生成气泡时产生的能量从所述排液口排出所述液体，该排液方法包括下述步骤在所述气泡达到最大体积之前，所述可移动件基本与所述限制部件相接触，气泡达到最大体积时，在所述空间中没有气泡阻塞住液流通道。
或者，本发明的排液方法可以采用一个排液头，该排液头带有一加热部件，用于加热液流通道中的液体，以在所述液体中产生气泡；一排液口，与所述液流通道的下游侧相连通，利用所述气泡增长所产生的压力排出所述液体；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，所述加热部件和所述排液口处于直线连通状态，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体，该方法还包括下述步骤所述气泡达到最大体积之前，所述可移动件基本与所述限制部件相接触，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间；所述气泡消失之前，使所述可移动件盖住一部分所述加热部件；使位于被所述可移动件盖住的区域的液体从所述可移动件侧面流出。
或者，本发明的排液方法可以采用一个排液头，该排液头带有一加热部件，用于加热液流通道中的液体，以在所述液体中产生气泡；一排液口，与所述液流通道的下游侧相连通，利用所述气泡增长所产生的压力排出所述液体；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，所述加热部件和所述排液口处于直线连通状态，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体，该方法还包括下述步骤所述气泡达到最大体积之前，所述可移动件基本与所述限制部件相接触，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间；所述气泡消失时使所述可移动件盖住所述气泡的消失点。
由于气泡可溢出环绕可移动件的背面，本发明的可移动件的阀机构可抑制每个可移动件的偏斜，从而使排液性能稳定。进而，在气泡消失时，每个气泡生成区域中形成一种“井穴”式的环境，甚至在其中没有液体循环系统的结构中消除残余气泡的积累和每个加热部件周围的热量积累。还可避免或消除伴随有逆流的液体沿上游方向移动，即，指向上游侧的压力波。减小液体从每个液流通道受到的阻力，以增加重填性能。逆波引起的、作用在与供液方向相反的方向上的惯性受到抑制，半月形液面被迅速地吸入每个排液口中。但是，在半月形液面的缩入量变得较大之前，控制上述半月形液面的快速吸入。这样，避免产生卫星点，以提高重填频率和打印速度等。而且，抑制半月形液面的振动，以便使喷射过程稳定，提高印品质量。当所述阀机构可通过生成气泡而起作用时，减小每个可移动件从液流通道受到的阻力，直至可移动件的一特定移动位置，以便该可移动件可快速到达一适当的移动位置。由此改善排液效率。
本发明在主要重填开始之前，如前所述静态状态下的惯性被减轻，沿重填方向开始移动。由此，可稳定、快速地进行重填，这有助于充分地形成液滴。半月形液面被迅速地吸入每个排液口中，抑制液体伴随逆波，即指向上游方向的压力波，移向上游方向，以避免产生卫星点，从而稳定排液量，提高印品质量。
本发明可抑制液体随着逆波，即指向上游方向的压力波，向上游方向移动，同时，通过使气泡从封闭空间中逸出，从而确保液流，即流体处于良好的状态下，所述封闭空间，特别是基于气泡增长形成基本封闭的空间之后，当气泡的体积减小，开始重填时，从被阻塞的状态下，每个可移动件接触的部分。从而，可使每个可移动件快速恢复，稳定排液量，以提高印品质量。
本发明利用气穴，确保液流相对于每个可移动件的支点侧和气泡生成区域之间存在狭窄空间(近10微米)，从而可使整体复原。
本发明可稳定地形成液滴而不产生卫星点。由此改善印品的整体质量。
特别是利用本发明的结构，即与排出液滴相连、构成液柱的尾部被从半月形液面上快速截断，高速地使半月形液面的振动稳定下来，可通过较高的喷射液体以较高的质量进行高速记录，在连续喷射时获得良好的响应，还可稳定地形成液滴。
进而，本发明的排液头中，当移动可移动件，使之与限制部件接触时，相对于朝向排液口方向的液流，每个液流通道基本上被分开。因此，可在每个气泡生成区域中随着气泡的增长，稳定、高速地进行排液。进而，可减少卫星点的数量和半月形液面的振动。使每个朝向上游侧的气泡生成区域的可移动件的自由端处于下游侧，可移动件响应良好，可移动件与液流通道可分别一一对应。因此，支撑可移动件所需的空间减至最小，相应减小了排液头的体积。
本发明的排液方法可喷射较大液滴，使用前述本发明的排液头，以稳定的排液速度喷射液体，在每个气泡生成区域中，产生生成于位于下游侧的气泡生成区域中的气泡之后，产生在位于上游侧的气泡生成区域中生成的气泡。由此可在每个喷嘴中稳定地形成不同排液量的液滴。
在下述本发明一个优选实施例的启示下，上述以外的其它目的和优点对于本领域的技术人员来说是显而易见的。在描述中，附图带有标号，构成本发明一个例子的一部分，并对该例子进行说明。但并未穷尽本发明的各种实施例，因比，说明书后面的、用于确定本发明范围的权利要求不带标号。
其中，本发明的说明书中使用的术语“上游”和“下游”指从供液源通过每个气泡生成区域(或每个可移动件)朝向排液口的液流方向，或用作指示结构方向的表达方式。
涉及气泡自身的术语“下游侧”是指前述液流方向的下游侧或前述结构方向的下游侧，或者是指产生气泡的区域位于每个加热部件中心区域的下游侧。同样，涉及气泡自身的术语“上游侧”是指位于前述液流方向的上游侧或前述结构方向的上游侧，或者是指产生气泡的区域位于每个加热部件中心区域的上游侧。
本发明所用的表达方式每个可移动件和限制部件之间“基本接触”是指两者之间存在近几个μm的液体的接近状态或每个可移动件和限制部件直接接触的状态。
图1A、1B、1C、1D、1E和1F是表示本发明第一实施例所述排液头的、沿液流通道方向所作的正剖图，通过将过程分为阶段A-F，表示每个液流通道中的特有现象。
图2A、2B、2C、2D、2E和2F是透过顶板从顶板侧沿基板方向观察到的、分别表示图1A-1F所示的每个过程A-F的立体平面图；图2G、2H、2I、2J、2K和2L是从上游侧观察到的、沿线2G-2G至2L-2L所作的正剖图。
图3是表示图1B和2B中所示的排液头的一部分的立体图。
图4是表示图1C和2C中所示的排液头的一部分的立体图。
图5A、5B、5C、5D、5E和5F表示图1A-1F中所示的排液头的、沿液流通道方向所作的正剖图，通过将过程分为阶段A-F，表示每个液流通道中的特有现象。
图6是表示图1A-1F所示排液头的一个实施例的、沿液流通道方向所作的正剖图，表示了当气泡达到最大体积时，在由可移动件和限制部件构成的基本封闭的空间中液流不会阻塞的状态。
图7A、7B、7C、7D、7E和7F是表示本发明第二实施例所述的排液头的、沿液流通道方向所作的正剖图，当驱动位于上游侧的加热部件时，通过将过程分为阶段A-F，表示每个液流通道中的特有现象。
图8A、8B、8C、8D和8E表示图7A-7F中所示的排液头的正剖图，当驱动位于下游侧的加热部件时，通过将过程分为阶段A-E，表示每个液流通道中的特有现象。
图9是表示图7B所示排液头的一部分的立体图。
图10A、10B、10C、10D、10E和10F表示图7A-7F中所示的排液头的正剖图，当驱动两个加热部件时，通过将过程分为阶段A-F，表示每个液流通道中的特有现象。
图11A、11B和11C是分别表示图2A 2F、图3和图4所示的可移动件的另外一种结构的视图。
图12是表示加热部件的面积和喷墨量之间相互关系的图。
图13A和13B是表示本发明排液头的纵剖图。图13A表示带有保护膜的例子，图13B表示没有保护膜的例子。
图14是表示本发明采用的加热部件的驱动波形的视图。
图15是表示本发明排液头的整体结构的分解立体图。
图16A和16B是表示适用于本发明排液方法的侧喷式排液头的视图。
图17是示意地表示其上带有如图1A-1F、图16A和16B所示结构的排液头的排液装置的构造的视图。
图18是表示根据本发明的排液方法和排液头进行喷墨记录的装置整体的框图。
图19是表示用于表现本发明排液头的“直线连通状态”的液流通道的正剖图。优选实施例的详细描述下面参照
本发明的实施例。
(第一实施例)图1A-1F是沿液流通道的方向所作的表示本发明第一实施例的排液头的正剖图，它通过将过程分成A-F表现液流通道中特有的现象。
本实施例的排液头中的加热部件2位于一平坦且平滑的基板1上，作为排液能量生成元件使热能作用在液体上，进行排液。在基板1上与加热部件2分别对应地设置液流通道10，该液流通道10与排液口18连通，同时与公共液体腔室13连通，将液体供入多个液流通道10中。每个液流通道从公共液体腔室13中接收一定量的液体，该液体与从每个排液口18排出的液体量相对应。一参照标记M示出由排放液体所构成的半月形液面。每个排液口18和与之相连的液流通道10的内壁所产生的毛细管作用力使该半月形液面在每个排液口18附近相对于通常为负压的公共液体腔室13的内部压力达到平衡。
粘和带有加热部件2的基板1和顶板50形成液流通道10，在顶板附近接触加热部件2和排放液体的区域形成气泡生成区域11，在该区域11中加热部件2被迅速加热，使排放液体形成气泡。每个带有气泡生成区域11的液流通道10都分别设有可移动件31，以便至少该可移动件的一部分朝向上述加热部件2。该可移动件31的自由端32位于下游侧，朝向排液口18，同时该可移动件31支撑在位于上游侧的支承件34上。具体地说，为了抑制位于上游侧的一半气泡的增长，本实施例中自由端32位于气泡生成区域11的中央部分，其中位于上游侧的一半气泡的增长会对朝上游侧的逆流产生影响，并对液体的惯性产生影响。随着在气泡生成区域11中产生的气泡的增长，该可移动件31可相对于支承件34移动。位移的支点33是可移动件31上被支承件34支撑的部分。
为抑制位于上游侧的一半气泡的增长，气泡生成区域11的中央部分之上设有一止挡件(限制部件)64，使可移动件31的位移限制在一定范围内。在从公共液体腔室13向排液口18流动的路径中设有一低液流通道阻力区65，此处的液流通道阻力低于液流通道10，在上游侧以该止挡件64作为边界。区域65中的液流通道的结构是这样的不设置上壁，或者增大液流通道的截面积，这样当液体移动时，可以减小流经通道的液体所受到的阻力。
利用上述结构，本发明提出的排液头的特点在于，与现有技术不同，不考虑每个排液口18，借助于移动后的可移动件31和该止挡件64之间的互相接触，每个带有气泡生成区域11的液流通道10形成一个基本封闭的空间。
下面详细描述本实施例的排液头的排液操作。
图1A表示未向加热部件2施加能量，如电能之前的情况，显示了加热部件生热之前的情形。重要的是对于加热部件2生热所生成的每个气泡，该可移动件31仅朝向位于上游侧的一半气泡，而且限制可移动件31移动的止挡件64位于气泡生成区域11中央部分的上方。换言之，借助于液流通道的结构和每个可移动件的设置位置，上游侧的一半气泡均可被压制在可移动件31下。
图1B表示充入气泡生成区域11中的一部分液体被加热部件2加热，薄膜沸腾后气泡40基本增长到最大时的情况。此时，生成气泡40所产生的压力波在液流通道10中蔓延，液体随之以气泡生成区域的中央区为界向上游侧和下游侧移动。此后在上游侧，可移动件31在液流的作用下随着气泡40的增长而移动。在下游侧，排放出来的液滴66从排液口18中喷出。由于存在低液流通道阻力区65，上游侧液体的移动，即朝公共液体腔室13移动的液体形成较大的液流，这是由于阻力区65处液流通道的液体流动阻力低于下游侧的阻力，液体容易流动。但是，当可移动件31越来越靠近止挡件64或与止挡件64接触时，其进一步移动将受到限制。此后液体向上游侧的移动受到极大限制，气泡40向上游侧的增长也相应地受到可移动件31的限制。但是，由于指向上游侧的液体移动力很大，可移动件31受到将它向上游侧拽的应力。一部分增长受到可移动件31限制的气泡40通过构成液流通道10和可移动件31的侧部的两个侧壁之间的窄缝溢出，到达可移动件31的上表面。溢出的气泡在说明书中被称为“溢出气泡41”。
在上述实施例中，朝向排液口的液流通道的整体结构是从可移动件31的上游侧向下游侧逐渐加宽。
本发明排液口处的那部分气泡40与排液口保持“直线连通状态”，相对于图19所示的液流通道，上述气泡和排液口之间保持直线的液流通道结构。更具体地说，要实现的理想状态是气泡增长时产生的压力波的传播方向、此后的液流方向，以及排液的方向成一条直线，以便液滴66的排放方向、其排液速度、以及其它条件稳定在极高的水平。如果结构的设置只是将排液口18和加热部件2(尤其是排液口处的加热部件(位于下游侧)，它们对形成气泡影响更大)连成直线，本发明作为一种方案足够实现上述理想状态或接近理想状态中的结构了。如果液流通道中没有液体，实现的状态可从排液口外侧观察到。特别是在这种状态下可观察到加热部件的下游侧。在上述结构中，最好从稳定排液方向的角度出发进行安排，使得排液口的排放轴的延长线与加热部件的中心相交。
另一方面，如上所述，可移动件31向位于上游侧的部分气泡40的移动由于止挡件64的存在而受到限制。因此，此处的这部分气泡受到可移动件31产生的应力，所以体积较小，在流向上游侧的液体惯性的作用下，可移动件31弯曲，向上游侧突出。这部分从整体看，进入由止挡件、液流通道隔板101、可移动件31和支点33构成的区域的气泡量基本为零。
在此，凸面弯曲总计应在最大近20微米的一微小范围内。
此时位于由限制部件和可移动件之间的接触所构成的空间中的液体在其形成的气泡最大时与可移动件接触，并接着与位于该空间中气泡生成区域下游侧的液体接触。更具体地说，结构的设置使得该气泡不覆盖可移动件当气泡最大时必需接触的部分。当可移动件脱离上述接触状态时，上述结构可使流入的液流平缓，可迅速、稳定地进行重新填充。如图6所示，最好最大的气泡4a不阻碍上述空间中的液流，以便它能与位于该空间中加热部件2上游侧的液体相连。此处通过将限制部件和可移动件之间的接触所构成的最小液流通道距离(高度)设为40微米或更大，或者使排液口处的液流阻力小于上述最小液流通道距离中的液流阻力以控制气泡的形成，从而可形成所述结构。
这样，流向上游侧的液流受到极大的限制，避免了液体与相邻喷嘴中的液体混合，以及将阻碍下述进一步重填的供液系统中的液体逆流，还避免了压力变化。
本实施例的液流受到可移动件31上表面的干扰，从而使气泡围绕可移动件31的上表面，但是构成低液流通道阻力区65的液流通道顶板的上表面和可移动件31都是平坦的，而且它们之间有一窄缝。因此，位于可移动件31侧面附近的气泡必然是一个整体。在上述状态和指向上游侧的较大液体移动力的共同作用下，可移动件31受到的应力使之如上所述被拽向上游。
图1C表示当上述薄膜沸腾之后，液流通道中气泡内部的负压制止液体向下游侧移动，气泡40开始收缩时的状态。此时，气泡增长所产生的液体作用力在上游侧依然很大。因此气泡40开始收缩后，可移动件31依然在一定时间内接触止挡件64，而且大部分收缩的气泡40形成液体从排液口18向上游方向的移动力。在图1B所示的状态中，可移动件31受到挤压应力，使之向上游侧弯曲。通过引出来自应力释放侧即图1C所示的上游侧的液流，可移动件自身产生的力使其在上游方向形成凸面。因此，在某一点，从上游侧将可移动件拉回的作用力超过了上述上游侧液体的移动力，使液体开始从上游侧向排液口流动，尽管只是轻微流动。从而可移动件31的弯折减轻，使其开始在上游方向呈凸面移动。换言之，上游侧和下游侧的气泡40处于不平衡状态，因而在液流通道中暂时形成整体上朝向排液口方向的单向液流。
以液流通道作为整体，在其内部移动后的可移动件31此后立即仍与止挡件64保持接触。因此不考虑排液口18，带有气泡生成区域11的液流通道10基本上是一个封闭空间。气泡40收缩产生的能量是整个平衡中一个重要的作用力，它使排液口18附近的液体在上游方向产生移动。因此，半月形液面M从排液口18深深缩进液流通道10的内部，从而迅速地截断与排出的液滴66相连的液柱。如图1D所示，减少了产生并留在排液口18外侧的卫星点(微点)67的数量。
图1D表示当气泡消失过程基本结束时，截断半月形液面M和排出的液滴66的状况。在低液流通道阻力区65中，可移动件31开始向下移动。由于可移动件31的弹性抵抗指向上游方向的液体移动力，以及气泡40消失所产生的收缩力，可移动件产生移动，上述移动后低液流通道阻力区65中液流开始流向下游方向。此后封闭通道即可移动件31和止挡件64之间的接触开始分开。低液流通道阻力区65中下游方向的液流随之迅速增大，通过止挡件64部分流入液流通道10，其中阻力区65中的液流通道阻力较小。其结果导致使半月形液面M缩入液流通道10内部的液流急剧减少。半月形液面M开始以一种相对较慢的速度恢复到形成气泡的位置，尽可能将留在排液口18外侧或在排液口18方向上形成凸面的液柱吸入，而不是将其截断。通过半月形液面M的返回液流和来自上游侧重新填充的液流，两者加在一起，在排液口18和加热部件2之间形成流动速率几乎为零的区域，从而使半月形液面更加平静。该操作取决于墨水的流速和表面张力，但是本发明可大大减少从液柱中分离出来的卫星点，当上述卫星点附着在印品上时，会降低图像质量，当上述卫星点粘附在喷嘴的圆周上时，将影响排液，对排液方向产生负面效应。
半月形液面M被深深吸入液流通道内部之前，该液面M会自行开始复原。因此尽管液体自身的移动速率不是很高，但上述复原将在短时间内完成。因此很少过度形成半月形液面，即很少不稳定在排液口18处而较多地伸出排液口18之外。此后在极短的时间内即可消除以排液口18为平衡点轻微振动的现象，正是这种现象导致过度形成半月形液面。这种轻微振动的现象还对打印质量产生负效应。由于更快消除了这种现象，本发明有利于实现稳定高质量的打印。
由于相对于下游侧线性连通的状态和气泡消失过程中加热部件上的气泡和液体，上游侧中占主导地位的是基本封闭的环境，可能会出现一种极不平衡的状态。换言之，气泡的消失点在可移动件的支点方向上剧烈移动。在上游方向随之而来的液流也在加热部件表面高速移动(见图5A-5F)。
上述液流有助于消除液体停滞或淤积，该淤积会导致加热部件表面上形成的气泡不稳定，同时上述液流改善了表面均匀状况，增强了气泡的稳定性。而且如果上述气泡消失点从加热部件移动到支点一侧，气穴现象可能就不会直接损伤加热部件。因而显著增加了加热部件的使用寿命。
进而，由于使气泡消失点移动的液流可以从可移动件31的侧面流出液流通道10和公共腔室13，可更有效地消除液体淤积。
如图1D所示，通过可移动件31和止挡件64之间如上所述流入液流通道10的液流在顶板50一侧的壁的表面上流速加快。因此，残余的气泡，如此处的细微气泡，变得非常小，这显著地增加了排液的稳定性。
另一方面，由于如图1C所示的快速吸入形成半月形液面，在上述排出液滴66之后立即留下的卫星点67中的一些非常靠近排出的液滴。这里产生所谓“滑流”(slip stream)现象，由于飞翔的排出液滴66后面产生涡流，上述现象导致卫星点紧跟着排出的液滴，并被排出的液滴所吸引。
下面将准确描述这种现象。现有的排液头中，液滴从排液头的排液口中喷出时不是球形的。液滴被喷出时基本上是一股液柱，其顶端为球形。其尾部被主液滴和半月形液面拉长了，当它从半月形液面上被截断时，在其尾部形成卫星点。已知卫星点与主液滴一起飞向记录介质。卫星点在主液滴的后面飞，而且卫星点受到半月形液面的吸引。因此卫星点的喷出速度被降低，以致于它的击打位置与主液滴的击打位置产生偏离。这不可避免地降低了打印质量。本发明的排液头将半月形液面吸回的作用力远远大于前述的传统排液头。因此，排出主液滴后，作用在尾部的吸回作用力增大。将尾部从半月形液面上截断的作用力相应地加大，缩短了作用时间。其结果，由尾部构成的卫星点变得非常小，且主液滴和卫星点之间的距离也被缩小。进而，由于尾部不会被半月形液面连续吸引一段较长的时间，因此不会降低喷射速度。从而，由于出现在排出液滴66后面的滑流现象，卫星点67被吸向主液滴。
图1E表示图1D所示状态进一步发展所产生的状态。此处，卫星点67更靠近排出液滴66。同时卫星点被吸向排出液滴。接着，由滑流现象所产生的吸引力相应地增大。另一方面，由于完成了气泡40的气泡消失过程，以及可移动件31的过度移动，液体从上游侧沿朝向排液口18的方向的移动比初始位置还靠下。此后，产生的现象是从上游侧吸取液体并将液体沿朝向排液口18的方向排出。进而，由于有止挡件64，通过扩大液流通道的截面面积，液流沿朝向排液口18的方向增加，提高了半月形液面M向排液口18的恢复速度。就这样，显著提高了本实施例的重填性能。
如图5E所示，本发明在气泡消失过程中，气泡消失点，即所谓的气穴点42位于可移动件31的下侧区域。进而，当产生气穴时，可移动件31同样向下移动，且可移动件停留在将气穴点42和排液口18连成直线的线(在图5E中用虚线表示)上。因此，气穴产生的冲击波不会直接波及排液口。从而减少或消除了由气穴引起的液滴从半月形液面的飞散，即所谓的“微点”。这是因为当冲击波到达可移动件31时，可移动件31自身弹回了气穴产生的冲击波或吸收了它的能量。可移动件吸收的振动沿支点方向传播，并在传播过程中衰减。因此，对排液几乎没有负面作用。
而且，当在气泡消失产生气穴时，可移动件31向下移动，隔开气泡消失点和排液口18。因此，气穴的冲击波不会直接波及排液口18，它们中的大多数被可移动件31吸收了。因而，当气穴的冲击波到达半月形液面时，半月形液面上几乎不会产生超细液滴，即所谓的“微点”。显著减少了由于微点粘附在承印物上而降低图像质量；或微点粘附在排液口18周围而导致排液不稳定的现象。
而且，有了可移动件31，可将由于气泡消失而生成气穴的点移动到支点33一侧。由此减小了对加热部件2的损坏。过粘的墨水被强行从可移动件31和加热部件2之间的封闭区域中取出，以便将其除去，从而增强排液装置的使用寿命。还可减少由该区域中的这种现象所产生的过热墨水粘附在加热部件上，这样将改善排液装置的稳定性。
图1F表示图1E中所示的状态进一步发展所得到的情况，卫星点67加入喷射出来的液滴66之中。对于其它实施例，每次喷射时，不见得在任何条件下都一定会出现喷射出来的液滴66和卫星点67的组合体这种现象。根据条件，出现这种现象或根本不出现。但是，通过消除卫星点或至少减少卫星点的数量，主液滴和卫星点在记录介质上的击打位置之间几乎没有偏差，从而将对打印质量的负面效应降至最小。换言之，增强了打印图像的锐度，以便获得更好的打印质量，同时还可避免图像起灰雾，并可减少生成的灰雾弄脏打印介质或记录装置内部等不良现象的发生。
其间，由于其过度喷射的反作用，可移动件31再次沿朝向止挡件64的方向移动。由于可移动件31的结构、Young氏系数、液流通道中液体的粘度、和重力所决定的逐渐减弱的振动使可移动件31停止移动，由此该移动最终停止在初始位置上。
可移动件31向上的移动控制液体从公共腔室13沿朝向排液口18的方向流动。接着，半月形液面M的移动迅速止于排液口的周边。其结果可显著减少有可能降低打印质量的因素，由于半月形液面过度喷射或类似现象有可能使排液状态不稳定。
下面着重描述本实施例的特有效果。
图2A-2F是透过顶板从顶板侧向基板方向看、分别示出图1A-1F中所示的每个过程A-F的立体平面图；图2G-2L是从上游侧看、沿图1A-1F中的线2G-2G至2L-2L所作的正剖图。图3是表示图1B和图2B中显示的打印头的一部分的立体图。图4是表示图1C和图2C中显示的打印头的一部分的立体图。其中加热部件2、可移动件31和气泡40是不透明显示的，而液体是透明显示的。
本实施例中，图2A-2L表示气泡增长时可移动件包住气泡时的状态。如图2A-2L所示，构成液流通道10的壁的两侧面与可移动件31的两侧部分之间有狭窄的间隙，因此可平滑地移动可移动件31。进而在气泡增长阶段借助于加热部件2，气泡40使可移动件31产生移动。气泡可以透过间隙到达可移动件31的上表面，少量地进入低液流通道阻力区65(见图2B和图3)。溢出的气泡41进入位于可移动件31背面(气泡生成区域11的背面)周边的该区域，以便抑制可移动件31的偏斜，使排液性能稳定。
进而，当气泡40开始消失时，由于有间隙，当溢出的气泡从低液流通道阻力区65通过间隙被吸入气泡生成区域11时，该溢出的气泡41使液体从可移动件的上游侧流入。如图4所示，气泡40迅速消失的同时，半月形液面以前述的高速从排液口18侧被吸回。此时，除去排液口18，借助于移动后的可移动件31和止挡件64之间的相互接触，其中带有气泡生成区域11的液流通道10形成基本封闭的空间，从而形成被各个环绕起来的、空间中填充有液体的所谓“井穴”。在该“井穴”中，气泡40的收缩引起流体立即从间隙和排液口18侧出现。因此，在加热部件2附近积累的气泡和热量甚至在没有设置液体循环系统的系统中也可被消除掉，从而可获得极稳定的排液性能。在这方面，为本实施例设计结构，以便当气泡增长时气泡可从间隙中溢出。但是，如果气泡增长时可被可移动件包住，而且当气泡消失时，气泡可通过间隙与可移动件上游侧的液体一起流入气泡生成区域。则在该设计中不必限制气泡的溢出。同样，为实现该设计，最好将每个间隙的宽度设为8-13μm。
进而，在气泡40的气泡消失过程中，溢出的气泡41促使液体从低液流通道阻力区65流向气泡生成区域11，同时如前所述半月形液面从排液口18高速地被吸回，迅速完成气泡消失过程。具体地说，由于溢出气泡41所产生的液流，气泡几乎不可能残留在可移动件31和液流通道10的角落里。
借助于上述结构的排液头，液滴通过生成气泡从排液口被排出时，排出的液滴几乎呈其末端具有球状部分的液柱。这种情况与传统结构的排液头相同。但是，本发明的可移动件是借助气泡的增长过程移动的，此后，当被移动的可移动件与限制部件接触时，除去排液口，将使带有气泡生成区域的液流通道形成一个基本封闭的空间。因此，如果气泡在此状态下消失，该封闭空间将一直保持直至由于气泡消失引起可移动件离开限制部件。因此，气泡消失的大部分能量可作用于使排液口附近的液体向上游侧移动。因此，气泡消失开始后，半月形液面就立即被迅速地吸入液流通道内部，此后，利用半月形液面形成的巨大吸力可快速截断由于与排液口外侧的排出液滴相连而形成液柱的尾部。这样，由尾部构成的每个卫星点将变小，从而有助于显著提高印品的质量。
进而，由于上述尾部并不连续长时间地受到半月形液面的吸力作用，因此排液速度不会变慢。同样，排出的液滴和每个卫星点之间的距离被缩短了，因而借助于出现在飞翔液滴后面的所谓“滑流现象”(slip stream)，卫星点受到吸引靠近排出的液滴。因此，将形成排出液滴和卫星点的结合体，因而可形成几乎不生成卫星点的排液头。
本发明的特殊之处还在于，可移动件仅抑制相对于朝向上述排液头的排液口的液流，在上游方向增长的气泡。更优选的是使可移动件的自由端基本上位于气泡生成区域的中央部分。这种结构可抑制向上游侧的回流和由于气泡增长所产生的液体惯性，该液体惯性不与排液直接相关。这样可以容易地将下游侧气泡的增长组分导向排液口。进而，本发明的特殊之处还在于，上述排液头中，以上述限制部件为界，降低了位于与排液口相对一侧的液流通道的液流通道阻力。利用上述结构，由于增加了液流通道阻力低的液流通道，由气泡增长引起的液体沿上游侧方向的移动变成更大的液流。因此，当被移动的可移动件与限制部件接触时，可移动件受到试图将其拉向上游方向的应力。因此，如果此时气泡消失过程开始，由于气泡增长所产生的液体向上游方向的移动力仍然充分保留着，使之可在一段特定时间内保持上述封闭空间，直至可移动件的弹性克服该由液体移动所产生的力。换言之，利用上述结构将更可靠地高速吸回半月形液面。同样，当气泡消失过程发展到使可移动件的弹性超过由气泡增长所引起的液体向上游方向移动的力时，该可移动件为了恢复到初始状态而向下移动，随之即使在低液流通道阻力区也将形成向下游方向的液流。该低液流通道阻力区中的指向下游方向的液流由于液流通道的阻力较小，该液流迅速成为一股较大的液流，并且通过限制部件流入液流通道。因此，通过液体向下游方向朝向排液口移动，半月形液面的吸回被迅速中止，使半月形液面的振动非常迅速地稳定下来。
(第二实施例)下面参照附图，描述本发明的第二实施例。
图7A-7F和图8A-8E是表示本发明一个实施例的排液头的、沿液流通道方向所作的正剖图，当驱动位于上游侧或下游侧的加热部件，通过将过程分为A-F和A-E，分别表现出各液流通道中的特有现象。图7A-7F表示驱动位于上游侧的每个加热部件时的特有现象。图8A-8E表示驱动位于下游侧的各个加热部件时的特有现象。
本实施例的排液头中，加热部件2和3设置在一平而平滑的基板1上，以使热能作用在液体上，作为排液能量生成元件来排液。在该基板1上，分别与加热部件2和3相应地设置液流通道10。对于一个液流通道10分别沿纵向设置每个加热部件2和3。每个加热部件可独立地产生热量。位于下游侧的加热部件3所占的面积比位于上游侧的加热部件2小，这是为了减少喷射的每滴液滴的排液量。利用上述两种可被适当驱动的加热部件2和3，可分别喷出不同排液量的喷射液滴。
所述液流通道10与排液口18相连，同时与公共腔室13相连，以便将液体供入多个液流通道10。每个液流通道10从公共腔室13中接受一定量、对应于从每个排液口18排出的液体量的液体。参照标记M示出了排出液体所形成的半月形液面。相对于由于毛细管作用力，因而通常为负压的公共腔室13的内部压力，该半月形液面M在每个排液口18附近保持平衡，其中上述毛细管作用力是由每个排液口18和与之相连的液流通道10的内壁形成的。
上述液流通道10的结构如下粘接带有加热部件2和3的基板1以及顶板50，在与加热部件2和3、喷射液体相接触的平面附近区域中，气泡生成区域11和12位于加热部件2和3可被迅速加热，使喷射液体形成气泡的地方。每个液流通道10中设置该可移动件31，以便使至少其中的一部分朝向位于上游侧的气泡生成区域11，该可移动件被制成随着加热加热部件2和3所产生的气泡增长而可以移动。该可移动件31使其自由端32处于下游侧，朝向排液口18，同时，它被位于上游侧的支承件34所支撑。在本实施例中，为了抑制位于上游侧的一半气泡的增长，该自由端32被设置在气泡生成区域11的中央部分，其中所述一半气泡的增长会对朝向上游侧的回流和液体惯性产生影响。位于可移动件31可以移动之处的支点33作为支承件34对可移动件31的支撑部分。
为了抑制由上游侧的加热部件2所产生的一半气泡的增长，在气泡生成区域11的中央部分上方，设置止挡件(限制部件)64，将可移动件31的移动限制在一定范围内。在从公共腔室13流向排液口18的液流中，在上游侧以止挡件64为界设置有一低液流通道阻力区65，其液流通道的阻力比液流通道10小。设计区域65中的液流通道的结构，使得没有上壁也不加大液流通道的截面面积，即可在液体流动时，使液体受到的来自液流通道的阻力较小。
利用上述结构，建议制成与现有技术不同的排液头结构，该排液头的特殊之处在于，除去每个排液口18，借助于移动后的可移动件31和止挡件64之间的相互接触，带有气泡生成区域11和12的每个液流通道10构成一基本封闭的空间。
下面详细描述本实施例的排液头的排液操作。如上所述，对于一个液流通道10，本实施例的排液头分别带有两个加热部件2和3。因此，根据驱动加热部件2和3中的哪个，可有多种排液模式。
首先，参照图7A-7F，描述当驱动位于上游侧的加热部件2时的排液操作。
图7A表示将能量，诸如电能施加在加热部件2之前的状态，该图表示加热部件2产生热量之前的状态。此处重要的是对于每个由加热部件2所形成的气泡，可移动件31要朝向位于上游侧的一半气泡，限制上述可移动件31移动的止挡件64设置在气泡生成区域11的中央部分上方。换言之，通过液流通道的结构和每个可移动件31的位置设定，位于上游侧的一半气泡被包在可移动件31下方。
图7B表示填充在气泡生成区域11中的一部分液体被加热部件2加热，使得气泡40随着薄膜沸腾而增长到最大的状态。此后，由于生成气泡40而产生的压力波的作用，液流通道10中的液体移动到下游侧和上游侧。在上游侧，可移动件31被伴随气泡40的增长而流动的液流推动，在下游侧，喷射液滴66从排液口18被排出。此处，液体移动到上游侧，即朝向公共腔室13移动，并且利用低液流通道阻力区65形成一股大的液流。但是，当可移动件31移动到接近止挡件64或与止挡件接触时停止，其进一步移动受到限制，从而限制液体在此处大量移向上游侧。同时，可移动件31的存在也限制了气泡40向上游侧增长。然而，由于液体在朝向上游侧方向上的移动力很大，该可移动件31受到的应力将其拉向上游侧。进而，其增长受到可移动件31限制的一部分气泡40通过可移动件31两侧和两侧边的壁之间的微小间隙，上述两侧边的壁是由每个伸出可移动件31上表面侧的液流通道10构成的。在本说明书中上述溢出的气泡被称为“溢出气泡41”。
图7C表示气泡40开始收缩，当气泡中的负压超过液体在液流通道中向下游侧移动，接着进入前述薄膜沸腾阶段时的状态。此时，在上游方向的气泡增长所产生的液体作用力仍然保持很大。因此，可移动件31在气泡40开始收缩后的一段时间内仍然与止挡件64保持接触。气泡40的大部分收缩使液体从排液口18沿朝向上游的方向移动。换言之，在图7B所示状态后，止挡件64立即与移动后的可移动件31接触，使得带有气泡生成区域11的液流通道10除排液口18外形成一基本封闭的空间。因此，气泡40收缩所产生的能量可作为使排液口18附近的液体沿上游方向移动的作用力。结果，半月形液面M从排液口18被深深吸入液流通道10中，以便强力快速截断与排出的液滴66相连的液柱。因此，如图7D所示，残留在排液口18外侧的卫星点(微点)67的数量显著减少。
图7D表示气泡消失过程结束，半月形液面M被截断后喷射液滴66的状态。在低液流通道阻力区65中，可移动件31的弹性超过了液体沿上游方向的移动力。此后，可移动件31开始其向下的移动。随之，低液流通道阻力区65中的液流开始向下游方向移动。同时，由于液流处于低液流通道阻力区65的下游方向，其液流通道阻力较小，所以液流迅速变得较大并通过止挡件64部分流入液流通道10。因此，使半月形液面M吸入液流通道10内部的液流突然减少。此后半月形液面M开始以一种相对慢的速度回到开始产生气泡时的位置，同时吸回留在排液口18外侧的液柱。以这种方式高速地使半月形液面的振动稳定下来。
另一方面，由于如图7C所示的半月形液面的迅速吸回，排出的液滴66和紧跟着排出液滴的卫星点67相互之间非常靠近。接着产生所谓滑流现象，由于飞翔的排出液滴66后面形成的涡流，所述滑流现象使卫星点紧紧追随排出的液滴，被其吸引。
下面确切描述上述现象。使用传统的排液头，当液体从排液头的排液口中被排出时并不呈球形。液滴被排出时几乎呈液柱状，其球形部分位于其末端部。因而其尾部同时被主液滴和半月形液面张紧，当它从半月形液面上被截断时，该卫星点由尾部构成。目前已知卫星点与主液滴一起飞向记录介质。卫星点在主液滴后面飞，卫星点也受到半月形液面的吸引。因此，其喷射速度变慢，使得卫星点的击打位置与主液滴的位置不同。这不可避免地降低了印品质量。如前所述，本发明的排液头吸回半月形液面的作用力大于传统排液头。因此，排出主液滴后，对尾部的吸引力增大。从半月形液面中截断尾部的作用力增大，也相应地加快了。因此，由尾部形成的卫星点变小了，主液滴和卫星点之间的距离也缩短了。进而，由于尾部不会被半月形液面连续吸引一段较长时间，因此排液速度不会变慢。此后，卫星点67在排出液滴66后面出现的滑流现象的作用下，被吸向主液滴。
图7E表示图7D所示状态进一步发展得到的状态。此处，卫星点67更靠近排出的液滴66，同时，被吸向排出的液滴。此后，滑流现象所产生的吸引力加大。另一方面，液体从上游侧沿朝向排液口18的方向的移动形成了一种现象，即液体从上游侧被吸出来，被推向排液口18的方向，由于可移动件31的过度移动使之被移动得低于其初始位置。进而，由于有止挡件64，扩大了液流通道的截面积，朝向排液口18方向的液流增加了，提高了半月形液面恢复到排液口18处的速度。由此，本实施例的重新填充性能得到显著的改善。
图7F表示图7E所示状态进一步发展得到的状态。卫星点67汇入排出的液滴66中。对于其它实施例，不一定每次喷射在任何情况下都会出现排出液滴66和卫星点67的组合体这种现象。取决于情况，出现上述现象或根本不出现。但是，通过去除卫星点或至少减少卫星点的数量，主液滴和卫星点在记录介质上的击打位置之间几乎没有偏差，从而将影响印品质量的负效应减至最小。换言之，提高了打印图像的锐度，以改善印品质量，同时可避免产生灰雾，且减少了产生的灰雾污染打印介质或记录设备内部等故障的发生。
其间，由于可移动件31过度移动的反作用，可移动件31再次向止挡件64的方向移动。此后，通过减轻由可移动件31的结构、Young氏模量、液流通道中的液体速度、和重力所决定的振动，使之稳定下来，最终该可移动件停在其初始位置。借助于可移动件31的向上移动，为了使排液口附近的半月形液面的运动迅速稳定下来，控制从公共腔室13侧沿朝向排液口18的方向流动的液流。由此可显著减少半月形液面过度移动的现象以及其它使排液条件不稳定、降低印品质量的因素。
下面描述驱动位于上游侧的加热部件2时的其它特殊效果。
图9是表示图7B所示排液头的一部分的立体图，除了用虚线透视地标出的喷嘴，图9表示与图7B基本相同的状态。本实施例中，构成液流通道10的壁的两侧壁之间有微小的间隙，而且可移动件31的两侧部分使之可平滑地移动可移动件31。进而，利用加热部件2的气泡增长过程中，气泡40移动可移动件31，同时，气泡溢出到达可移动件31的上表面侧，并通过上述间隙平缓地进入低液流通道阻力区65。该进入区域65的溢出气泡41绕到可移动件31的背后(与气泡生成区域11相对的一面)来抑制可移动件31的偏移，从而稳定偏移性能。
进而，在气泡40的气泡消失过程中，溢出气泡41推动液体从低液流通道阻力区65流向气泡生成区域11，同时如前所述地高速从排液口18侧吸回半月形液面，迅速完成气泡消失过程。具体地说，借助于由溢出气泡41所产生的液流，气泡几乎不可能残留在可移动件31和液流通道10的角落中。
下面参照图8A-8E，描述驱动位于下游侧的加热部件3时的排液操作。
图8B表示填充在气泡生成区域12中的一部分液体被位于下游侧的加热部件3加热，使得气泡42随着薄膜沸腾而增长到最大的状态。此后，在下游侧，喷射液滴68从排液口18被排出。该排出液滴的尺寸小于上述驱动位于上游侧的加热部件2所排出的液滴66(见图7A-7F)。另一方面，液流出现在上游侧。但是，由于可移动件31被该液流移动一定程度，限制了液流流向上游侧。
图8C表示气泡42的收缩过程。此时，气泡42的气泡消失点已经从加热部件3偏离到上游侧，由于其距离较长且设有可移动件31、止挡件64而液流通道的截面积较小，因而从气泡42到公共腔室13的液流通道阻力远远大于从气泡42到排液口18的液流通道阻力。这意味着半月形液面M被更大程度地吸回，使得排出液滴68能保持充足的排液速度，同时将排液量抑制在一较低的水平上。
图8D表示气泡消失过程结束，同时表示了排出液滴68和半月形液面M被截断的状态。此时，气泡消失后可移动件31向下移动。因而液流通道阻力较小，半月形液面M高速恢复原状。
在图8E中，可移动件31由于其自身弹性向上移动，抑制了来自上游侧的高速液流，从而快速地使半月形液面M的操作稳定下来。如图7A-7F所示，可通过半月形液面M的稳定运动使排液条件稳定下来，以改善印品质量。
如前所述，本实施例的排液头利用结合图7A-7F描述的、每个位于上游侧的加热部件2和结合图8A-8E描述的、每个位于下游侧的加热部件3，借助较大的液滴实现高速打印，借助较小的液滴实现高质量打印。
具体地说，用于较大液滴的加热部件2位于用于较小液滴的加热部件3的上游侧，由加热部件3形成的气泡40被位于中央区域的止挡件64和可移动件31分割开，从而可高速稳定地排出较大液滴和较小液滴。同样，可减少卫星点的数量以及半月形液面的振动，获得高质量的印品。为了更准确地描述，必须将每个液滴的喷射速度保持在一定水平或更高。本发明中，用于较小液滴的加热部件3设置在靠近排液口18一侧，以增加排液速度，同时增加半月形液面M在可移动件31的作用下被吸回的速度，从而抑制排液量增大。将用于较大液滴的加热部件2设置在上游侧，可凭借有了可移动件31而抑制气泡40向公共腔室13侧增长，从而保持十分可靠的排液条件。
进而，由于对于液流通道10只一一对应地设有一个可移动件31，因此与分别为每个加热部件2和3设置可移动件的情况相比，可将支撑可移动件所需的基板1上的空间减至最小。同样，可移动件31的自由端32位于上游侧的加热部件2上方。因此，可移动件31无需加长，以便可移动件31的移动相应更好地与每个气泡40和42的移动相配合。因此，当高频驱动每个加热部件2和3时，对于液体和液流通道10中的每个气泡40和42，可移动件31将会更可靠地起作用。
迄今为止，描述了单独驱动两个加热部件2和3进行排液的情况，但是也可以同时驱动两个加热部件2和3来喷射较大液滴。
下面参照图10A-10F描述通过同时驱动两个加热部件2和3喷射更大液滴的排液方法。
如果要同时驱动加热部件2和3来喷射更大液滴，可增加排液量，但由于卫星点的数量增加了，因此印品的质量将会降低。但本发明在驱动位于下游侧的加热部件3后以一定的延迟时间再驱动位于上游侧的加热部件2。由此可稳定地增加排液量。
首先，如图10A所示，驱动位于下游侧的加热部件3以生成气泡42。再如图10B所示，从驱动加热部件3后的近5-15μs之后再驱动位于上游侧的加热部件2生成气泡40。此时，由位于下游侧的加热部件3所产生的气泡42已经进入收缩过程。但是，流向排液口18的液流另由生成的大体积的气泡40构成，以便以后的喷射过程中能大大提高排液速度。因此，可以稳定的排液速度(通常为8-20m/s或最好为10-18m/s)喷射更大的液滴。
在图10C中，伴随气泡40和42的消失和可移动件31移动后的状态，半月形液面M高速地被吸回，减少了卫星点的数量。在图10D等所示的过程中，产生了与图7D等基本相同的功能效果。
(其它实施例)下面描述使用前述排液方法的、适用于所述排液头的各个实施例。
(可移动件)图11A-11C是表示可移动件31的其它结构的视图。图11A表示一矩形的可移动件；图11B是支点侧较窄、使可移动件的操作更方便的一个例子；图11C是支点侧较宽、可增加可移动件的强度的例子。
各实施例中，可移动件31由镍制成3μm厚。但是，材料不限于此。作为制造可移动件的材料，仅对喷射的液体具有抗溶剂腐蚀能力已经足够好了，如果还具备弹性，可更好地起到可移动件的作用。
作为可移动件31的材料，最好使用具有高使用寿命的金属，例如银、镍、金、铁、钛、铝、铂、钽、不锈钢、磷青铜或其合金；腈族的树脂，例如丙烯腈、丁二烯、苯乙烯；酰胺族树脂，例如聚酰胺；羧基树脂，例如聚碳酸酯；醛族的树脂，例如聚缩醛；砜族的树脂，例如聚砜；或液晶聚合物，或其它树脂及其化合物；抗墨水腐蚀能力强的金属，例如金、钨、钽、镍、不锈钢、钛、及其合金，或将它们中的任何一个涂布在表面上，以获得抗墨水腐蚀能力；或酰胺族的树脂，例如聚酰胺；醛族的树脂，例如聚缩醛；酮族的树脂，例如聚醚酮；亚酰胺族的树脂，例如聚亚酰胺；羟族的树脂，例如苯酚树脂；乙烯基的树脂，例如聚乙烯；环氧族的树脂，例如环氧树脂；氨族的树脂，例如醚氨树脂；羟甲基族的树脂，例如二甲苯树脂及其化合物；或陶瓷，例如二氧化硅，氮化硅及其化合物。本发明的可移动件31使用厚度为μm数量级的可移动件，以实现目的。
下面描述加热部件和可移动件之间的位置关系。利用加热部件和可移动件的最佳设置，在通过加热部件形成气泡时可适当地控制液流，有效地利用液流。
根据现有技术，即采用所谓泡喷式记录方法，即将热能或类似能量施加在墨水上，改变其状态时伴随有剧烈的墨水体积变化(生成气泡)，此后，利用基于这种状态变化的作用力，墨水被从每个喷墨口排出，使其附着在记录介质上以形成图像，从图12可以看出，其中一块没有生成气泡的区域S对喷墨没有贡献，但是它将影响加热部件面积和喷墨量之间的性能关系。同样，从可观察到的加热部件上的加热条件可以理解，不参与生成气泡的该区域S处于每个加热部件周围。假设认为在加热部件周边有一个近4μm的宽度不参与生成气泡。
因此，为了有效利用气泡的压力，每个可移动件的有效作用区域应直接设置在生成气泡的有效区域的上方，该有效区域位于加热部件周边的近4μm或更多之内。但是，本发明注重气泡应作用在位于上游侧和下游侧、几乎处于气泡生成区域中央部分(实际上是在从中心向液流方向的近正负10μm的范围内)的液流通道中的液流上，从而将生成气泡作用分为独立起作用的阶段和整体起作用的阶段。此后，最重要的是进行设计，以便使可移动件仅朝向位于前述中央区域上游侧的部分。本实施例的生成气泡的有效区域被确定为位于加热部件周边的近4μm或更多的范围之内。但是，该范围不是必须仅限于此。该范围的确定取决于加热部件的种类或其构成方法。
进而，为了更好地形成前述的基本封闭的空间，最好将可移动件和加热部件之间的距离设为10μm或更少。
(基板)下面描述基板的结构。
图13A和13B是表示本发明喷液头的纵剖图。图13A表示带有后面将描述的保护膜的喷液头。图13B表示没有保护膜的喷液头。
在基板1上设有带有多条凹槽、构成每个液流通道10的顶板50、与液流通道10连通的排液口18、低液流通道阻力区65和公共腔室13。
在基板1上形成氧化硅薄膜或氮化硅薄膜106，基底107采用硅或类似物，用于绝缘和积累热量。在该薄膜上，电阻层105(0.01-0.2μm厚)由硼化铪(HfB2)、氮化钽(TaN)、铝钽(TaAl)或其类似物制成，构成由铝或类似物制成的线电极104(0.2-1.0μm厚)以便如图5A所示地制成加热部件2。利用该线电极104向电阻层105施加电压，向其施加能量，进行加热。在线电极之间的电阻层上形成由氧化硅、氮化硅或类似物制成的厚0.1-2.0μm的保护层103。进而，利用钽或类似物的薄层形成防气穴层102(0.1-0.6μm厚)，防止墨水或其它液体损伤电阻层105。
具体地说，气泡产生和气泡消失时产生的压力和冲击波极大，它大大降低了坚硬但易碎的氧化膜的使用寿命。因此，用金属材料如钽(Ta)制成防气穴层102。
同样，由液体、液流通道的结构、电阻材料的组合，而没有设置在前述电阻层105中的保护层103，也可构成一定的结构。这样的例子如图13B所示。不需要任何保护层103的用于电阻层105的材料可以是铱-钽-铝的一种合金，也可以是其它物质。
这样，加热部件的结构可以制成在电极之间只有电阻层(加热部件)。同样，也可能设置保护电阻层的保护层。
此处，每个加热部件被设置为使用带有电阻层的加热部件，电阻层作为加热部件根据电信号提供热量，但加热部件也不是必须仅限于此。如果加热部件在产生气泡的液体中能生成气泡，该加热部件已经足够好了，气泡可喷射液体。例如，可使用带有光-热转换元件的加热部件，该部件在接收到激光或其它光束时产生热量，或使用带有加热部件的加热部件，该加热部件在受到高频电波时产生热量。
此处，在半导体制造工艺中，上述基板1可与晶体管、二极管、锁存器、移位寄存器或一些其它功能元件整体结合，有选择地驱动电热转换装置，除了如前所述由电阻层105构成加热部件的装置外，线电极104向所述电阻层提供电信号。
为了驱动如前所述设置在基板1上的电热转换装置的加热部件喷射液体，将如图14所示的矩形脉冲通过线电极104施加在电阻层105上，以使线电极之间的电阻层105被急剧加热。通过施加24V电压，驱动前述每个实施例中的喷墨头的加热部件，脉冲宽度近4μsec，电流仅100mA，电信号为6kHz或更高。墨水作为通过前述操作从每个排液口被排出的液体。但是，驱动信号的条件不是必须仅限于此。如果驱动信号仅使产生气泡的液体适当地生成气泡就已经足够好了。
(喷射液体)为了记录，前述液体可以采用带有可用于传统泡喷设备的组份的墨水作为此处的液体(记录液体)。
也可以使用带有较低产生气泡能力的液体；加热后其性能容易被改变或转变的液体；或高粘度的液体等在传统意义上轻易不能用的液体。
但是，作为喷射液体本身及其性能，最好避免使用将会妨碍排液、产生气泡、可移动件的操作等类似的液体。
用于记录的喷射液体可以采用高粘度的墨水或类似物。此外，本发明是使用包含下述组份的记录液体进行记录的，该记录液体作为适用于喷射液体的一个例子颜料墨水的组份(粘度2cP)(C-1，食品黑2)彩色 3wt％二乙二醇 10wt％硫代二甘醇 5wt％乙醇 5wt％水 77wt％增强了排液能力，墨水的喷射速度提高了，使其可以获得优异的记录图像，同时提高了液滴的击打精度。
(排液头的结构)图15是表示本发明排液头整体结构的分解立体图。
带有多个加热部件2的基板1设置在由铝或类似物制成的支撑件70上。设置支撑可移动件31的支撑件34，以便每个可移动件分别朝向每个位于公共腔室13侧的一半加热部件2。进而，形成顶板50和公共腔室13的一条凹槽，其中的顶板50带有多个构成液流通道10的凹槽。
(侧喷式)下面结合附图1A-1F至5A-5F简要描述侧喷式排液头，该排液头的加热部件和排液口在平行的表面上被此面对，并向该排液头施加喷射液体。图16A和图16B是表示该侧喷式排液头的视图。
在图16A和16B中，设置在基板1上的加热部件2和设置在顶板50上的排液口18相互间彼此相对。每个排液口18与路径加热部件2之上的液流通道10相连通。在液体和加热部件2接触的表面区域附近，有一气泡生成区域。两个可移动件31支撑在基板1上，每个可移动件31处于与经过加热部件中央的表面对称的平面内。可移动件31的自由端在加热部件上彼此相对。每个可移动件31在加热部件2上具有同样的投影面积，每个可移动件31的自由端彼此分开一定距离。此处，如果假设每个可移动件被经过加热部件中央部分的分割壁隔开，每个可移动件的自由端分别处于加热部件的中央附近。
为顶板50设置每个止挡件64，用以将每个可移动件31的移动限制在一定范围内。在从公共腔室13流向排液口18的液流中，与液流通道10相比具有较低液流通道阻力的低液流通道阻力区65设置在上游侧，并以止挡件64为界。在该区域65中，液流通道的结构包括一个比液流通道10宽的液流通道截面，从而当液体移动时，减小液体受到的来自液流通道的阻力。
下面描述本实施例的特有功能和结构效果。
图16A表示一部分填充在气泡生成区域11中的液体被加热部件2加热，随着薄膜沸腾气泡40增长至最大时的状态。此时，利用产生气泡40所形成的压力，液流通道10中的液体沿朝向排液口18的方向移动，气泡40的增长使每个可移动件31移动，促使喷射液滴66准备好飞出排液口18。此处，借助于每个低液流通道阻力区65，沿朝向公共腔室13的方向移动的液体变成一股较大的液流。但是，当移动两个可移动件31，接近或要接触到每个止挡件64时，限制其进一步移动，此后液体沿朝向公共腔室13的方向的移动也受到极大地限制。同时，气泡40向上游侧的增长也受到可移动件31的限制。但是，由于液体向上游侧的移动力很大，一部分气泡40的增长受到每个可移动件31的限制，所述一部分气泡40通过构成液流通道10的侧壁和可移动件31的侧面部分之间的间隙溢出到可移动件31的上表面侧。换言之，在此形成溢出气泡41。
当薄膜沸腾之后，气泡40开始收缩时，指向上游方向的液体作用力仍然保持很大。每个可移动件31依然与止挡件64接触。因此，收缩的气泡40几乎全部用于使液体从排液口18向上游侧移动。同时半月形液面从排液口18被深深地吸入液流通道10中，并且用大的力量快速截断与排出的液滴66相连的液柱。因此，残留在排液口18外侧的液滴，即卫星点变小了。
当气泡消失过程基本结束时，在每个低液流通道阻力区65中，每个可移动件31的弹性(恢复力)克服了液流向上游方向的移动趋势，每个可移动件31的向下移动开始了，此后，伴随着上述移动，在低液流通道阻力区65中，液流向下游方向的移动也开始了。由于在低液流通道阻力区65中，流向下游方向时的液流通道阻力较小，该液流迅速变成一股较大的液流，通过每个止挡件64部分流入液流通道10。图16B表示如标号A和B所示，在气泡40消失过程中的液流情况。液流A表示从公共腔室13通过可移动件31的上侧(与加热部件相对的面)沿朝向排液口18的方向流动的分流。液流B表示流经可移动件31两侧和加热部件2上的分流。
如上所述，本实施例的喷射液体从低液流通道阻力区65被供入，以便提高液体的重填速度。同时仍然通过设置位于每个低液流通道阻力区65旁边的公共腔室13来减小液流通道阻力，从而实现较高速的重填。
在气泡40的消失过程中，溢出的气泡41促使液流从每个低液流通道阻力区65流向气泡生成区域11。接着，如前所述，气泡消失过程迅速结束，同时半月形液面被高速从排液口18侧吸回。具体地说，由于有每个溢出气泡41，在液流的作用下，气泡几乎不可能停滞在可移动件31上或处于液流通道10的角落里。
(排液装置)图17是示意地表示带有结合附图1A-1F和图16A、16B描述的喷液头的排液装置的构造。具体地说，本实施例将描述使用墨水作为喷射液体的喷墨记录装置。排液装置的滑架HC安装在其上，盛放墨水的液槽90和喷液头200可拆卸地安装在喷墨头盒上。滑架可在记录介质150，诸如一张记录纸的宽度方向上往复运动，该记录介质承载在支撑记录介质的部件上。
当驱动信号提供部件(未示出)向滑架上的排液装置发出驱动信号时，根据驱动信号从喷液头向记录介质喷射出记录液体。
本实施例的排液装置中设有用作驱动源，以便驱动记录介质支撑部件和滑架的马达111；将驱动力从驱动源传递给滑架的齿轮112和113；滑架轴115等。采用该记录装置和适用于该记录装置的排液方法，可通过将液体喷射在各类记录介质上而获得被记录物的优质图像。
图18是采用本发明的排液方法和喷液头，用于进行喷墨记录的装置主体的框图。
记录装置从主机300收到打印信息作为控制信号。该打印信息暂时保存在打印设备内部的输入接口301中，同时被转换为可以被记录装置处理的数据，再将其输入CPU302，CPU302还作为向喷液头提供驱动信号的装置。CPU302利用RAM304和其它周边设备，根据存储在ROM303中的控制程序处理输入CPU302中的数据，从而将其转换为用于打印的数据(图像数据)。
CPU302还生成用于驱动驱动马达的驱动数据，为了在记录介质的适当位置上记录图像数据，该驱动马达使记录介质和记录头与图像数据同步移动。图像数据和该马达的驱动数据通过喷墨头驱动器307和马达驱动器305被传递给喷墨头200和驱动马达306，以便分别在控制好的时刻驱动喷墨头和所述马达，形成图像。
适于前述记录装置将墨水或其它液体附着于其上的记录介质包括各类纸张和OHP薄层，可用于高密盘和装饰板的塑料材料、织物、铝、铜或一些其它金属材料、皮革材料例如牛皮、猪皮或人造皮革、木制材料、例如木头、合成板、竹子、陶瓷材料，例如瓦、和海绵或其它三维结构的物质等。
前述记录装置中有在各类纸张和OHP薄层或类似物上进行记录的记录装置；有用于塑料在塑料材料，诸如高密盘上记录的记录装置；有用于金属、在金属盘上记录的记录装置；有用于皮革的在皮革上记录的记录装置；有用于木头的在木头上记录的记录装置；有用于陶瓷的在陶瓷材料上记录的记录装置；还有在海绵或其它三维网状物上记录的记录装置。在此织物打印装置包括在布或类似物上记录。
用于上述每种排液装置的喷射液体应满足使用要求，即该液体适合各自的记录介质和记录条件。
权利要求
1.一种排液头，包括一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内；其中，所述液体利用生成气泡时的能量从所述排液口排出，其特征在于，产生气泡时气泡位于所述液流通道中，液流通道中有一位于所述可移动件侧的间隙，以便气泡消失时，可移动件上游侧的液体能流入气泡生成区域。
2.一种如权利要求1所述的排液头，其特征在于，所述加热部件和所述排液口处于直线连通状态。
3.一种如权利要求1所述的排液头，其特征在于，所述可移动件仅抑制气泡相对于朝所述排液口方向的液流朝上游方向的增长。
4.一种如权利要求1所述的排液头，其特征在于，所述可移动件带有一自由端，所述自由端基本位于所述气泡生成区域的中央部分。
5.一种如权利要求1所述的排液头，其特征在于，当所述可移动件处于待机状态时，以所述限制部件为界，所述液流通道上游侧的流动阻力小于下游侧的流动阻力。
6.一种如权利要求4所述的排液头，其特征在于，所述可移动件与所述限制部件在所述自由端附近相互接触。
7.一种如权利要求1所述的排液头，其特征在于，在所述液流通道中，所述限制部件所在处离可移动件的距离较小。
8.一种如权利要求1所述的排液头，其特征在于，所述间隙的宽度为8-13μm。
9.一种如权利要求1所述的排液头，其特征在于，所述排液口位于所述加热部件上方。
10.一种如权利要求9所述的排液头，其特征在于，为每个加热部件设置多个所述可移动件，且所述多个可移动件相对于所述加热部件生成气泡的中心对称地设置。
11.一种排液头，包括一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内；其中，所述液体利用生成气泡时的能量从所述排液口排出，其特征在于，所述限制部件朝向所述液流通道的所述气泡生成区域，当所述移动后的可移动件的自由端附近基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，在气泡达到最大体积之前，移动所述可移动件，使之弹性地伸向上游侧，此后在气泡消失阶段，利用可移动件的弹性，使其伸出的部分移向下游侧。
12.一种如权利要求11所述的排液头，其特征在于，所述加热部件和所述排液口处于直线连通状态。
13.一种如权利要求11所述的排液头，其特征在于，所述可移动件仅抑制气泡相对于朝所述排液口方向的液流沿上游方向的增长。
14.一种如权利要求11所述的排液头，其特征在于，所述可移动件带有一自由端，所述自由端基本位于所述气泡生成区域的中央部分。
15.一种如权利要求11所述的排液头，其特征在于，当所述可移动件处于待机状态时，以所述限制部件为界，所述液流通道上游侧的流动阻力小于下游侧的流动阻力。
16.一种如权利要求14所述的排液头，其特征在于，所述可移动件与所述限制部件在所述自由端附近相互接触。
17.一种如权利要求11所述的排液头，其特征在于，在所述液流通道中，所述限制部件所在处离可移动件的距离较小。
18.一种如权利要求11所述的排液头，其特征在于，所述排液口位于所述加热部件上方。
19.一种如权利要求18所述的排液头，其特征在于，为每个加热部件设置多个所述可移动件，且所述多个可移动件相对于所述加热部件生成气泡的中心对称地设置。
20.一种排液头，包括一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内；其中，所述液体利用生成气泡时的能量从所述排液口排出，其特征在于，当所述移动后的可移动件基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，气泡达到最大体积时，在所述空间中气泡不会阻塞液流通道。
21.一种如权利要求20所述的排液头，其特征在于，所述加热部件和所述排液口处于直线连通状态。
22.一种如权利要求20所述的排液头，其特征在于，所述可移动件仅抑制气泡相对于朝所述排液口方向的液流沿上游方向的增长。
23.一种如权利要求20所述的排液头，其特征在于，所述可移动件带有一自由端，所述自由端基本位于所述气泡生成区域的中央部分。
24.一种如权利要求20所述的排液头，其特征在于，当所述可移动件处于待机状态时，以所述限制部件为界，所述液流通道上游侧的流动阻力小于下游侧的流动阻力。
25.一种如权利要求23所述的排液头，其特征在于，所述可移动件与所述限制部件在所述自由端附近相互接触。
26.一种如权利要求20所述的排液头，其特征在于，在所述液流通道中，所述限制部件所在处离可移动件的距离较小。
27.一种如权利要求20所述的排液头，其特征在于，所述排液口位于所述加热部件上方。
28.一种如权利要求27所述的排液头，其特征在于，为每个加热部件设置多个所述可移动件，且所述多个可移动件相对于所述加热部件生成气泡的中心对称地设置。
29.一种排液头，包括一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内；其中，所述液体利用生成气泡时的能量从所述排液口排出，其特征在于，当所述移动后的可移动件的自由端附近基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，当所述气泡增长到最大时，有液体朝向所述可移动件，并与位于所述空间中所述气泡生成区域的下游侧的液体持续地连接。
30.一种排液头，包括一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将每个所述可移动件的移动限制在一定范围内；其中，所述液体利用生成气泡时的能量从所述排液口排出，其特征在于，当所述移动后的可移动件基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，气泡达到最大体积时，气泡不会覆盖所述可移动件的所述基本被接触的部分。
31.一种排液头，包括一加热部件，用于在液流通道中加热液体，以在所述液体中产生气泡；一排液口，与所述液流通道的下游侧相连通，利用所述气泡增长所产生的压力排出所述液体；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内；其中，所述加热部件和所述排液口分别处于直线连通状态，所述液体利用生成气泡时的能量从所述排液口排出，其特征在于，所述限制部件朝向所述气泡生成区域，当所述移动后的可移动件基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，气泡消失时，所述可移动件盖住所述加热部件的一部分，从而使位于被所述可移动件盖住的区域中的液体从所述可移动件一侧流出。
32.一种如权利要求31所述的排液头，其特征在于，所述液体从所述加热部件的上游侧流出。
33.一种如权利要求31所述的排液头，其特征在于，所述可移动件仅抑制气泡相对于朝所述排液口方向的液流沿上游方向的增长。
34.一种如权利要求31所述的排液头，其特征在于，所述可移动件带有一自由端，所述自由端基本位于所述气泡生成区域的中央部分。
35.一种如权利要求31所述的排液头，其特征在于，当所述可移动件处于待机状态时，以所述限制部件为界，所述液流通道上游侧的流动阻力小于下游侧的流动阻力。
36.一种如权利要求34所述的排液头，其特征在于，所述可移动件与所述限制部件在所述自由端附近相互接触。
37.一种如权利要求31所述的排液头，其特征在于，在所述液流通道中，所述限制部件所在处离可移动件的距离较小。
38.一种如权利要求31所述的排液头，其特征在于，所述排液口位于所述加热部件上方。
39.一种如权利要求38所述的排液头，其特征在于，为每个加热部件设置多个所述可移动件，且所述多个可移动件相对于所述加热部件生成气泡的中心对称地设置。
40.一种如权利要求31所述的排液头，其特征在于，设置一液体腔室用以将所述液体供入所述液流通道。
41.一种如权利要求40所述的排液头，其特征在于，在所述基板上形成用于所述可移动件的支撑件，所述支撑件位于所述液体腔室部分中，每个可移动件和所述加热部件之间的距离为10μm或更少。
42.一种如权利要求40所述的排液头，其特征在于，所述液体流出到所述液体腔室部分。
43.一种排液头，包括一加热部件，用于加热液流通道中的液体，以在所述液体中产生气泡；一排液口，与所述液流通道的下游侧相连通，利用所述气泡增长所产生的压力排出所述液体；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内；其中，所述加热部件和所述排液口分别处于直线连通状态，所述液体利用生成气泡时的能量从所述排液口排出，其特征在于，所述限制部件朝向所述气泡生成区域，当所述移动后的可移动件基本与所述限制部件相接触时，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间，气泡消失时所述可移动件盖住气泡的消失点。
44.一种如权利要求43的排液头，其特征在于，所述可移动件仅抑制气泡相对于朝所述排液口方向的液流沿上游方向的增长。
45.一种如权利要求43所述的排液头，其特征在于，所述可移动件带有一自由端，所述自由端基本位于所述气泡生成区域的中央部分。
46.一种如权利要求43所述的排液头，其特征在于，当所述可移动件处于待机状态时，以所述限制部件为界，所述液流通道上游侧的流动阻力小于下游侧的流动阻力。
47.一种如权利要求45所述的排液头，其特征在于，所述可移动件与所述限制部件在所述自由端附近相互接触。
48.一种如权利要求43所述的排液头，其特征在于，在所述液流通道中，所述限制部件所在处离可移动件的距离较小。
49.一种如权利要求43所述的排液头，其特征在于，所述排液口位于所述加热部件上方。
50.一种如权利要求49所述的排液头，其特征在于，为每个加热部件设置多个所述可移动件，且所述多个可移动件相对于所述加热部件生成气泡的中心对称地设置。
51.一种排液头，包括一排液口，用于排出液体；一液流通道，与所述排液口相连通，该液流通道带有多个气泡生成区域，以便使液体形成气泡；一可移动件，设置在所述液流通道中，朝向所述气泡生成区域，该可移动件带有一自由端，该自由端相对于朝向所述排液口方向的液流处于下游侧，在所述多个气泡生成区域中，所述可移动件仅设置在朝向所述排液口的液流方向的上游侧的气泡生成区域中。
52.一种如权利要求51所述的排液头，其特征在于，还包括一限制部件，用以限制所述可移动件随所述气泡的增长而产生的移动，移动所述可移动件，使之与所述限制部件基本接触，从而在朝向所述排液口的液流方向上，所述液流通道基本被分开。
53.一种如权利要求51所述的排液头，其特征在于，所述可移动件的自由端基本位于所述上游侧的气泡生成区域的中央部分。
54.一种如权利要求51所述的排液头，其特征在于，相对于朝向所述排液口的液流方向，位于下游侧的气泡生成区域的面积小于所述位于上游侧的气泡生成区域的面积。
55.一种如权利要求51所述的排液头，其特征在于，为每个所述气泡生成区域分别设置用于产生热量，以生成气泡的所述加热部件。
56.一种如权利要求55所述的排液头，其特征在于，独立地驱动每个所述加热部件。
57.一种排液装置，包括一按照权利要求1-56中任意一权利要求所述的排液头；承载记录介质的部件，用以承载接收从所述排液头排出的液体的记录介质。
58.一种如权利要求57所述的排液装置，其特征在于，墨水从所述排液头排出，墨水附着在所述记录介质上，进行记录。
59.一种使用一排液头的排液方法，该排液头带有一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内；其中，所述液体利用生成气泡时的能量从所述排液口排出，该排液方法包括下述步骤气泡增长时，可移动件包住气泡；气泡消失时，位于所述可移动件上游侧的液体能通过设置在所述可移动件侧面的间隙流入气泡生成区域。
60.一种如权利要求59所述的排液方法，其特征在于，还包括下述步骤伴随所述气泡的增长移动所述可移动件；在可移动件与所述限制部件相接触的状态下，所述气泡从所述可移动件侧面的间隙溢出。
61.一种如权利要求59所述的排液方法，其特征在于，还包括下述步骤在所述可移动件与所述限制部件接触，受到应力，可移动件被指向所述上游方向的液流和气泡的增长拖向上游方向后，开始所述气泡的消失过程。
62.一种如权利要求59所述的排液方法，其特征在于，还包括下述步骤所述气泡收缩而所述可移动件依然与所述限制部件保持接触。
63.一种如权利要求59所述的排液方法，其特征在于，还包括下述步骤在所述可移动件与所述限制部件保持接触的状态下，使所述液体从所述可移动件侧面流入所述气泡生成区域。
64.一种如权利要求62所述的排液方法，其特征在于，在所述气泡收缩而所述可移动件依然与所述限制部件保持接触的步骤中，液体随所述气泡收缩而产生的移动大部分是从所述排液口指向上游方向，从而迅速地将半月形液面吸入所述排液口中。
65.一种如权利要求64所述的排液方法，其特征在于，在所述气泡收缩过程中，使所述可移动件离开所述限制部件，在所述气泡生成区域沿下游方向产生液流，快速中止所述吸回半月形液面的现象。
66.一种使用一排液头的排液方法，该排液头带有一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内；其中，所述液体利用生成气泡时产生的能量从所述排液口排出，该排液方法包括下述步骤在所述气泡达到最大体积之前，所述可移动件基本与所述限制部件相接触，移动所述可移动件，使之弹性地伸到上游侧，使带有所述气泡生成区域的液流通道除所述排液口以外形成一基本封闭的空间；在所述气泡的收缩阶段，利用其自身的弹性，将所述可移动件的伸出部分移动到下游侧。
67.一种如权利要求66所述的排液方法，其特征在于，还包括下述步骤所述气泡收缩而所述可移动件依然基本与所述限制部件保持接触。
68.一种如权利要求67所述的排液方法，其特征在于，在所述气泡收缩而所述可移动件依然与所述限制部件保持接触的步骤中，液体随所述气泡收缩而产生的移动大部分是从所述排液口指向上游方向，从而迅速地将半月形液面吸入所述排液口中。
69.一种如权利要求68所述的排液方法，其特征在于，在所述气泡收缩过程中，使所述可移动件离开所述限制部件，在所述气泡生成区域沿下游方向产生液流，快速中止所述吸回半月形液面的现象。
70.一种使用一排液头的排液方法，该排液头带有一加热部件，用于产生热能，以在液体中产生气泡；一排液口，构成排出所述液体的部分；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内；其中，所述液体利用生成气泡时产生的能量从所述排液口排出，该排液方法包括下述步骤在所述气泡达到最大体积之前，所述可移动件基本与所述限制部件相接触，气泡达到最大体积时，在所述空间中没有气泡阻塞住液流。
71.一种如权利要求70所述的排液方法，其特征在于，还包括下述步骤在所述可移动件与所述限制部件接触，受到应力，可移动件被指向所述上游方向的液流和气泡的增长拖向上游方向后，开始所述气泡的消失过程。
72.一种如权利要求70所述的排液方法，其特征在于，还包括下述步骤所述气泡收缩而所述可移动件依然与所述限制部件保持接触。
73.一种如权利要求72所述的排液方法，其特征在于，在所述气泡收缩而所述可移动件依然与所述限制部件保持接触的步骤中，液体随所述气泡收缩而产生的移动大部分是从所述排液口指向上游方向，从而迅速地将半月形液面吸入所述排液口中。
74.一种如权利要求73所述的排液方法，其特征在于，在所述气泡收缩过程中，使所述可移动件离开所述限制部件，在所述气泡生成区域沿下游方向产生液流，快速中止所述吸回半月形液面的现象。
75.一种使用一排液头的排液方法，该排液头带有一加热部件，用于加热液流通道中的液体，以在所述液体中产生气泡；一排液口，与所述液流通道的下游侧相连通，利用所述气泡增长所产生的压力排出所述液体；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，所述加热部件和所述排液口处于直线连通状态，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体，该方法还包括下述步骤所述气泡达到最大体积之前，所述可移动件基本与所述限制部件相接触，除去所述排液口，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间；所述气泡消失之前，使所述可移动件盖住一部分所述加热部件；使位于被所述可移动件盖住的区域的液体从所述可移动件侧面流出。
76.一种如权利要求75所述的排液方法，其特征在于，还包括下述步骤在所述可移动件与所述限制部件基本接触，受到应力，可移动件被指向所述上游方向的液流和气泡的增长拖向上游方向后，开始所述气泡的消失过程。
77.一种如权利要求75所述的排液方法，其特征在于，还包括下述步骤所述气泡收缩而所述可移动件依然与所述限制部件保持接触。
78.一种如权利要求77所述的排液方法，其特征在于，在所述气泡收缩而所述可移动件依然与所述限制部件保持接触的步骤中，液体随所述气泡收缩而产生的移动大部分是从所述排液口指向上游方向，从而迅速地将半月形液面吸入所述排液口中。
79.一种如权利要求78所述的排液方法，其特征在于，在所述气泡收缩过程中，使所述可移动件离开所述限制部件，在所述气泡生成区域沿下游方向产生液流，快速中止所述吸回半月形液面的现象。
80.一种如权利要求77所述的排液方法，其特征在于，所述液体在所述加热部件的上游侧流出。
81.一种使用一排液头的排液方法，该排液头带有一加热部件，用于加热液流通道中的液体，以在所述液体中产生气泡；一排液口，与所述液流通道的下游侧相连通，利用所述气泡增长所产生的压力排出所述液体；一液流通道，与所述排液口连通，该液流通道带有一气泡生成区域，用于使液体生成气泡；一可移动件，设置在所述气泡生成区域中，随着所述气泡的增长而移动；一限制部件，将所述可移动件的移动限制在一定范围内，所述加热部件和所述排液口处于直线连通状态，利用生成气泡时的能量从所述排液口排出所述液体，该方法还包括下述步骤所述气泡达到最大体积之前，所述可移动件基本与所述限制部件相接触，带有所述气泡生成区域的所述液流通道形成一基本封闭的空间；所述气泡消失时使所述可移动件盖住所述气泡的消失点。
82.一种如权利要求81所述的排液方法，其特征在于，当所述可移动件打开所述基本封闭的空间时，一股液体流入所述气泡生成区域，随着所述气泡的收缩一股液体从排液口侧流向加热部件一侧，两股液体成层地形成，且所述气泡的消失点移入位于所述可移动件对面的所述气泡生成区域中。
83.一种如权利要求81所述的排液方法，其特征在于，该方法还包括下述步骤在所述可移动件与所述限制部件基本接触，受到应力，可移动件被指向所述上游方向的液流和气泡的增长拖向上游方向后，开始所述气泡的消失过程。
84.一种如权利要求81所述的排液方法，其特征在于，还包括下述步骤所述气泡收缩而所述可移动件依然与所述限制部件保持接触。
85.一种如权利要求84所述的排液方法，其特征在于，在所述气泡收缩而所述可移动件依然与所述限制部件保持基本接触的步骤中，液体随所述气泡收缩而产生的移动大部分是从所述排液口指向上游方向，从而迅速地将半月形液面吸入所述排液口中。
86.一种如权利要求85所述的排液方法，其特征在于，在所述气泡收缩过程中，使所述可移动件离开所述限制部件，在所述气泡生成区域沿下游方向产生液流，快速中止所述吸回半月形液面的现象。
全文摘要
一种排液头,包括:加热部件;排液口;液流通道;可移动件;和限制部件。对于这种排液头,产生气泡时每个液流通道包住所述气泡,同时液流通道中具有位于所述可移动件侧面的间隙,以便气泡消失时,位于可移动件上游侧的液体能流入气泡生成区域。利用上述结构,气泡消失过程开始后,半月形液面立即被迅速吸入液流通道中,此后,利用半月形液面的强大作用力,在所述排液口外侧截断与排出的液滴相连的液柱的尾部,从而减少卫星点的数量,以提高印品质量。
文档编号B41J2/14GK1254646SQ9912
公开日2000年5月31日 申请日期1999年8月20日 优先权日1998年8月21日
发明者岛津聪, 须釜定之, 石永博之, 种谷阳一, 杉山裕之 申请人:佳能株式会社