CN100515771C - 液体喷射单元 - Google Patents

Abstract

一种流道结构，包括加热元件、阻挡层、由部分阻挡层和一对彼此相对以便在其间固定加热元件的侧壁形成液腔、第一单独流道、和配置在上述液腔两侧以使上述液腔相通的第二单独流道。将液体从至少第一和第二单独流道之一供给液腔，将液腔内的壁之间的距离U和第一单独流道的流道宽度W设定为满足U＞W。采用上述布置，流道结构能够具有下述优点：由于灰尘引起的流道失效不会发生，使气泡的影响最小化，并且几乎不发生不均匀喷射。

Description

液体喷射单元

技术领域

本发明涉及一种用于喷墨打印机等的热系统液体喷射头，和涉及一种例如包括液体喷射头的喷墨打印机等的液体喷射装置，还涉及一种通过最小化流道失效实现不发生不均匀喷射的流道结构的技术，上述流道失效是由于灰尘等的侵入和气泡的产生所导致的。

背景技术

迄今，在用于以例如喷墨打印机为代表的液体喷射装置的液体喷射头中，利用所产生的气泡的膨胀和收缩的热系统，和利用液腔的容积和形状的波动的压电系统是公知的。

在热系统中，加热元件配置在半导体基底上，液腔内的液体产生气泡，液体以液滴的形式从配置在加热元件上的喷嘴中喷出，并且所述液滴落在记录介质等之上。

图25是这种类型的传统的液体喷射头1(在下文中，简称为喷射头1)的外部透视图。在图25中，喷嘴板17与阻挡层3粘结在一起，并且图25显示了拆卸下的喷嘴板17。

图26是显示图25中所示的喷射头1的流道结构的剖视图。在此注明，这种类型的液体喷射装置的流道结构已在例如日本待审专利申请号为No.2003-136737中公开。

在图25和26中，多个加热元件12配置在半导体基底11上。进一步，阻挡层3和喷嘴板17顺序层叠在半导体基底11上。在半导体基底11上形成加热元件12以及阻挡层3所构成的部件被称作喷射头片1a。喷嘴板17粘结在喷射头片1a上所构成的部件被称作喷射头1。

喷嘴板17具有配置在加热元件12之上的位置上的喷嘴18(用于喷射液滴的孔)。进一步，阻挡层3配置在半导体基底11上，以便插入加热元件12和喷嘴18之间，所以液腔3a形成在加热元件12和喷嘴18之间。

如图25中所示，当从平面图上看时，阻挡层3形成为梳形，以致因此将加热元件12的三个侧面包围起来。采用这种布置，液腔3a以只有其一侧开放的形式形成。

形成单独流道3d至上述开放部分且与共用流道23相通。

加热元件12配置在半导体基底11一侧的附近。在图26中，模拟片D配置在半导体基底11(喷射头片1a)的左侧上，因此通过半导体基底11(喷射头片1a)的侧表面和模拟片D的侧表面形成共用流道23。在此注明，可用任何部件来替代模拟片D，只要它能够形成共用流道23。

如图26中所示，流道板22配置在与配置加热元件12的表面相对的半导体基底11的表面上。如图26中所示，墨水供应口22a和供应流道24形成在流道板22上。供应流道24具有大致中凹的截面形状，以便与墨水供应口22a相通。供应流道24与共用流道23相通。

采用上述布置，将墨水从墨水供应口22a供给到供应流道24和共用流道23并且经过单独流道3d进入液腔3a。当加热元件12加热时，在液腔3a内的加热元件12上产生气泡，从而当气泡产生时，通过抛射线力量(trajectoryforce)使液腔3a内的部分液体从喷嘴18喷出。

在此注明，在图25和26中，为了简单易懂，将各个组件的形状夸大示出，而忽略了其实际的形状。例如，半导体基底的厚度约为600-650μm，而阻挡层3的厚度约为10-20μm。

在上述传统技术的喷射头1中，发生问题首先是因为：由于灰尘等进入流道和喷嘴18，液体不能从喷嘴18中喷出，并且液体以不足的量供给流道。

粉尘等在普通空间内自由漂浮和运动。因此，它们落入液体中并作为灰尘等存在于其中。但是，在诸如喷墨打印机等之类的液体喷射装置中，由于其是液体从具有几微米直径的喷嘴18中喷出这样的结构，所以喷嘴18可被灰尘等堵塞。

为解决上述问题，目前，在工作环境中，例如，在除尘室内等，在制造过程中用液体等清洗包含少量灰尘等的部分。

进一步，在设计中，必须将过滤器在数个位置配置在液体喷射装置的流道内来消除灰尘等。

特别是，由于行式喷射头中喷嘴数量的增加，液体从喷嘴18中喷出的失败喷射的可能性也增加了，因此必须更严格地控制灰尘等，从而引起成本增加的问题。

进一步，由于喷射头1温度增加，结果在液体中产生气泡，由于气泡而导致液体以不足的量进行喷射的问题。

尽管作为气泡产生的位置举例说明了共用流道23和单独流道3d，但是即使气泡在任何位置产生，液体也会发生不均匀喷射。

图27是显示在共用流道23中残存气泡的情况的照片。

在图27中喷嘴板17由透明部件形成，以便能够观察到喷嘴板17内气泡的情况。

在图27中，过滤器配置在共用流道23内。配置所述过滤器以防止灰尘等侵入单独流道3d内，且所述过滤器由沿共用流道23配置的圆柱型柱构成。

如图27中所示，在共用流道23内气泡残留的区域内(由虚线包围的区域)供给单独流道3d的液体的量减少。因此，液体的喷射量减少，因此在较宽的区域内呈现具有降低了密度的不均匀喷射的液体。

在此注明，作为液体的喷射情况受气泡影响的原因，已经考虑液体本身的喷射受喷射所产生的压力和与该压力相对应的反作用力的影响，且由液腔3a附近的液体、阻挡层3和气泡的存在所决定。

进一步，气泡可进入单独流道3d的入口附近和进入单独流道3d中。图28是显示在单独流道3d的入口内残留气泡的情况的照片。在图28中与在图27中相同，喷嘴板17由透明部件形成。

在这种情况下，即使气泡的尺寸很小，但由于它们存在于很小的空间内，所以它们也有很显著的影响。即，液体的喷射量比图27中所示的情况还要减少。进一步，只有从与气泡进入其中的单独流道3d相对应的喷嘴18中喷出的液体喷射量减少，因此液体明显象条纹一样。

当上述气泡一旦产生时，它们粘附在共用流道23和单独流道3d上，或在共用流道23和单独流道3d之间往复运动，并且即使液体反复喷射也不会自然消失。进一步，由于液体穿过气泡之间供应到液腔3a内，所以经常固执地保持着不充分的喷射特性。

在此注明，当喷射操作停止时，以及由于留置了较长的一段时间液体的温度降低时气泡消失是已经验证了的，由此能够发现，气泡在这种情况下通过液体的蒸发而产生。

反之，由于被气泡包围的部分由气体组成，所以它具有较差的热传导系数，由于它未被液体冷却，因此在该部分加热部分的热量易于聚集。结果，引起了气泡膨胀的问题。

由于当加热元件12的中心被喷嘴18的中心替代时，具有气泡特别易于产生的趋势，同样可以预料到，加热元件12上产生的气泡仍然未被有效地用于喷射。

进一步，气泡可进入液腔3a和喷嘴18。图29是显示气体从喷嘴18进入液腔3a的情况的照片。

在图29中，尽管过滤器(配置有不同于图27中的圆柱形柱的三棱柱形柱)配置在共用流道23内，由于过滤器的柱之间的空间被彼此结合并长大的气泡所堵塞，液体不能运动到液腔3a侧。

当液体从共用流道23流向液腔3a的运动被气泡阻止时，易于破坏喷嘴18的弯液面的平衡。在这种情况下，相邻喷嘴的冲击波引起气体进入喷嘴18的液腔3a。即，由于喷射头1内的液体压力低于大气压力，所以当弯液面平衡打破时，液体回流到共用流道23侧并且不能喷射。

进一步，由于特别是与气泡的存在相结合的喷射中的冲击波，同样具有液体不均匀喷射的问题。在此注明，当与压电系统相比较时，在热系统中，喷射压力的变化更显著。

用下面两个问题举例说明由喷射中的冲击所引起的问题。

首先，冲击波引起气泡从相邻液腔3a中逸出。

已经考虑到增加过滤器的柱之间的间隔以避免这个问题。但是，在这种情况下，由于穿过过滤器的灰尘等的尺寸增加了，较大颗粒的灰尘等易于进入单独流道3d。

第二，由于冲击波传送到相邻喷嘴18，喷嘴18的弯液面受到振动，因此导致了液体的不均匀喷射。当气泡产生或残留时，它们与冲击波碰撞，因此气泡易于逸出且易于引起不均匀的液体喷射。

顺便提及，在串行式系统中图象能够由交迭的点(重叠书写)形成，即使具有一两个不均匀喷射液体的喷嘴，通过重叠书写能够将不均匀的液体喷射恢复而使其难以觉察。反之，在行式系统中，图象的形成通过一次喷射液滴完成，而基本上不能执行重叠书写，与串行式系统不同，不均匀的液体喷射不能够恢复。

发明内容

在本发明中，通过下面的解决方法来解决上述问题。

本发明是一种液体喷射单元，包括：配置在半导体基底上的加热元件；喷嘴层，经由上述喷嘴层形成定位在上述加热元件上的喷嘴；插入在上述半导体基底和上述喷嘴层之间的阻挡层；通过部分阻挡层以及一对彼此面对以便在其间固定加热元件的壁形成的液腔；和通过延伸上述液腔成对的壁形成的、配置在液腔两侧以便使上述液腔相通的一对单独流道。在液体喷射头中，将液体从至少上述一对单独流道之一供给液腔，并且将液腔内成对的壁之间的距离U和上述单独流道的流道宽度W设定为满足下面的关系式：U＞W。

在上面的发明中，液体喷射头具有与液腔相连接的两个单独流道。进一步，使形成的液腔的宽度大于单独流道的流道宽度。因此，即使在单独流道之一中产生气泡从而导致液体不能从那里供应到液腔，液体也能从另一个单独流道供应到液腔。进一步，即使具有两个单独流道，通过使单独流道的流道宽度窄于液腔的宽度，也能保持喷射液体必须的压力。

在此注明，尽管在下面的实施例中喷嘴层和阻挡层是作为单独的部件(阻挡层13和喷嘴板17)布置，它们也可以彼此整体地形成。

附图说明

图1是显示实施例的行式喷射头的外部透视图；

图2A和2B是显示一喷射头片列的平面图；

图3是显示实施例的喷射头片的阻挡层形状的平面图；

图4是显示液腔宽度U和第一第二单独流道的流道宽度W之间的关系的平面图；

图5是显示液腔宽度U，第一单独流道的流道宽度W1和第二单独流道的流道宽度W2之间关系的平面图；

图6是显示第二单独流道的流道长度和液腔的配置间距P之间关系的平面图；

图7是显示过滤器配置在共用流道内的情况的平面图；

图8是显示图7中的加热元件呈Z字形布置的平面图；

图9是显示过滤器的另一个实施例的平面图；

图10是解释喷嘴的开口区域、第一单独流道的流道表面区域、和过滤器的柱之间的间隔的截面区域之间的关系的视图；

图11是显示第二单独流道的形状的另一个实施例的平面图；

图12A是解释在本实施例中当液体喷射时冲击波怎样传送的平面图；

图12B是解释在传统结构中当液体喷射时冲击波怎样传送的平面图；

图13A是显示在本实施例的结构中气泡如何产生的平面图；

图13B是显示在传统结构中气泡如何产生的平面图；

图14A是显示在本实施例的结构中证实(作为照片的结果)冲击波减少的视图；

图14B是显示在传统结构中证实(作为照片的结果)冲击波减少的视图；

图15是显示用在例2中的喷射头的特殊结构的平面图；

图16显示按顺序说明应用具有图15中所示结构的喷射头气泡如何排出的照片；

图17A和17B是显示原型喷射头的一部分掩模的视图；

图18是显示作为本发明第二个实施例的喷射头片的阻挡层的形状的平面图；

图19是显示作为本发明第三个实施例的喷射头片的阻挡层的形状的平面图；

图20是显示作为本发明第四个实施例的喷射头片的阻挡层的形状的平面图；

图21是显示喷射头片的例子的平面图；

图22是显示喷射头片的另一个例子的平面图；

图23是显示喷射头片的又一个例子的平面图；

图24是显示实际制造的喷射头片的屏蔽图的平面图；

图25是显示传统液体喷射头的外部透视图；

图26是显示图25所示的喷射头的流道结构的剖视图；

图27是显示残存在共用流道内的气泡的情况的照片；

图28显示残存在单独流道的入口内的气泡的情况的照片；

图29是显示气体从喷嘴进入液腔的情况的照片。

具体实施方式

在未公开的在先日本专利申请No.2003-348709中，本申请的发明人已提出一种用于减小液体不均匀喷射问题的冲击波影响的技术，且在未公开的在先日本专利申请No.2004-014183中，还提出了最小化气泡产生率的技术。

本发明的目的是提出一种流道结构，该流道结构通过使由于灰尘等造成的流道失效未必发生而几乎不发生液体的不均匀喷射，并且在该技术的基础上通过进一步改进上述传统技术以最小化气泡的影响。

下面将参照附图等解释本发明的第一个实施例。

在本实施例中，本发明的液体喷射装置是喷墨打印机(其是应用热系统的彩色打印机，在下文中简称为“打印机”)，在本实施中，液体喷射头是行式喷射头10。

图1是显示本实施的行式喷射头10的外部透视图。行式喷射头10如此布置：喷射头片19列排成四列，每一列由长度与A4尺寸打印纸的宽度相等且成一行布置的喷射头片19组成。每一行喷射头片19用作Y(黄色)，M(洋红色)，C(蓝绿色)，和K(黑色)的四色喷射头。

行式喷射头10这样形成：多个喷射头片19成Z字形彼此平行布置，且喷射头片19的下部与单独的喷嘴板17(喷嘴层)连接。形成于喷嘴板17上的相应的喷嘴18布置在与全部喷射头片19的加热元件12(将在后文描述)相应的位置上(特别如此，以使加热元件12的中心轴线与喷嘴18的中心轴线重合)。在此注明，虽然在本实施例中每一加热元件12都是由单独的加热元件组成，但是本发明不限于此是无需说明的。即，可将每一加热元件12分成诸如两部分之类的多个部分。

喷射头架16是用于支撑喷嘴板17的支撑件，且以与喷嘴板17相应的尺寸形成。喷射头架16具有容纳空间16a，且将该容纳空间的尺寸定为与A4纸尺寸的横向宽度(大约21cm)一致。

四行喷射头片19列中的每一行都布置在喷射头架16的每一个容纳空间16a中。装有不同颜色墨水的墨水盒在喷射头片19的背面与喷射头架16的每一个容纳空间16a相连接，因此将不同颜色的墨水供给相应的容纳空间16a，即，供给相应的喷射头片19列。

图2A和2B是显示一个喷射头片19列的平面图。在图2A和2B中，显示了重叠在喷嘴18上的喷射头片19。

各个喷射头片19成Z字形布置，即，它们这样布置：相邻喷射头片19的方向彼此翻转180。如图2A和2B所示，共用的流道23在第“N-1”个与第“N+1”个喷射头片19和第“N”个与第“N+2”个喷射头片19之间形成，以便将墨水供给全部喷射头片19。

进一步，如图2A和2B中所示，各个喷嘴18，包括它们彼此成Z字形相邻的部分在内，都以相同的间距布置。

将如上所述配置的行式喷射头10固定在打印机主体内，且记录介质相对于行式喷射头10相对移动，在此期间在记录介质的表面(墨水降落表面)和行式喷射头10的墨水喷射表面(喷嘴板17的表面)之间保持预定的距离。在记录介质和行式喷射头10相对运动期间，通过从与喷射头片19相对应的喷嘴18中喷射墨水，字符、图象等都通过排列在记录介质上的点以彩色打印出来。

接下来，将更详细地解释本实施例的喷射头片19。所述喷射头片19与常规的喷射头片1a相同之处在于加热元件12布置在半导体基底11上。但是，布置在半导体基底11上的阻挡层13的形状与常规的喷射头片1a的不同。阻挡层13的形状不相同的原因在于，因为液腔13a以及第一第二单独流道13d和13e以不同的形状形成。

图3是显示本实施例的喷射头片19的阻挡层13的形状的平面图。

如传统技术中一样，加热元件12同样地布置在半导体基底上。一对壁13b通过阻挡层13的一部分布置在每一加热元件12的两侧。即，成对的壁13b沿其布置方向(图3中的横向)布置在加热元件12的两侧，不但加热元件12布置在成对的壁13b之间，而且液腔13a、第一单独流道13d、和第二单独流道13e也通过成对的壁13b形成。

在本实施例中，每一液腔13a都包含加热元件12的区域，且具有八边形的支柱区域，该八边形支柱区域具有由通过斜切矩形区域的四个角所形成的八边形区域组成的、稍微(同一尺寸)大于加热元件12的区域的底部。无需说明的是，液腔13a的八角形支柱区域不限于上述形状。

进一步，与液腔13a相通的单独流道通过成对的壁13b形成。在本实施例中，单独流道沿垂直于加热元件12布置方向(图中的上/下方向)的方向延伸。在此指出术语“垂直”的意思是基本垂直，除自然完全垂直外，还包括接近垂直(大约垂直)的不完全垂直(这同样也适用于下面的描述中)。

单独流道由第一单独流道13d和沿与单独流道13e相反的方向延伸穿过液腔13a的第二单独流道13e组成。单独流道13d相当于传统技术(图25)中示出的单独流道3d。

采用上述配置，所有液腔13a都与第一单独流道13d和第二单独流道13e相连接。进一步，所有第一流道13d都与共用流道23相连接。更进一步，所有单独的流道13e都彼此互相连接。

图4是显示液腔13a的宽度U与第一和第二单独流道13d和13e的流道宽度W之间的关系的平面图。

如图4所示，位于液腔13a两侧的一对壁13b之间的距离限定液腔13a的宽度U，而第一和第二单独流道13d和13e的流道宽度用W表示。在此注明，在大约包括液腔13a整个区域且至少定位在加热元件12之上的区域内，液腔13a的宽度为U。但是，如图4所示，液腔13a的局部宽度窄于U。进一步，在其大约整个区域内，将第一和第二单独流道13d和13e的流道宽度设为W。

在这种情况下，在本实施例中，液腔13a的宽度U和第一和第二单独流道13d和13e的流道宽度W的形成满足下面的关系式：

U＞W

它们如上所述地构成是因为下面的原因。

由于加热元件12之上的区域是液体加热和沸腾的区域，阻挡层13的壁13b的形成必须不妨碍该区域(所以阻挡层13至少不存在于加热元件12之上的区域内)。进一步，壁13b必须将加热元件12上的液体薄膜状沸腾时所产生的压力引导至喷嘴18的方向。

在这个时候，由于在本实施例的结构中，第一和第二单独流道13d和13e沿两个方向形成，所述上述压力沿这些方向分散。

因此，可以考虑通过减小液腔13a的宽度U和流道宽度W来增加压力。尽管不能将液腔13a的宽度U减小到小于加热元件12的区域的程度，但在不出现缺陷的范围内能够减小流道的宽度W。因此，在本实施例中，将液腔13a的宽度U和流道宽度W之间的关系设为U＞W。

图5是显示液腔13a、第一单独流道13d的流道宽度W1、和第二单独流道13e的流道宽度W2之间关系的平面图。

在图4所示的例子中，当W1＝W2＝W时，下述关系成立：

U＞W

反之，W1≠W2的关系也是容许的。

在这种情况下，液腔13a的宽度U，第一单独流道13d的流道宽度W1，和单独流道13e的流道宽度W2优选满足下述关系：

U＞W2≥W1

图6是示出单独流道13e的长度和液腔13a的配置间距P(与加热元件12或与喷嘴18相同)之间的关系的平面图。

在图6中，连接沿配置间距P方向的液腔13a中心的线，和使相邻液腔13a之间的第二单独流道13e彼此相通、且与定位在液腔13a最远端的壁(阻挡层13)相接触的部分的线之间的距离，用L示出。

此时，使液腔13a的形成满足下面的关系式：

L≤2×P

它们如上所述地形成是因为下述原因。

当由于温度升高时产生的热应力沿喷嘴18的布置方向对喷嘴板17施加应力(剪切应力)时，施加力以使阻挡层13变形。在这种情况下，当喷嘴板17在较大面积内与阻挡层13粘结时，阻挡层13几乎不发生变形。在本实施例中，当具有狭长的单独流道(第一和第二单独流道13d和13e)时，阻挡层13内的壁13b易于变形(这是因为单独流道的整个长度大约是传统的单独流道3d长度的两倍的缘故)。

即，尽管壁13b在沿着单独流道的流道方向(与液腔13a的布置方向相垂直的方向)内抵抗剪切应力，但在垂直于单独流道的流道方向(液腔13a的配置方向)内较少地抵抗剪切应力。采用上述布置，喷嘴板17的喷嘴18易于相对加热元件12移动。

在这种情况下，图6中的长度L必须设定在限定范围内以使上述变形最小化。因而，通过设定上述L和P之间的关系来使变形最小化。

在此注明，有这样一种情况：尽管沿某一方向以限定的配置间距P来配置液腔13a，但液腔13a并不是成一行配置(在一条直线上)，且相邻液腔13a(同样也是相邻的加热元件12或相邻的喷嘴18)的中心沿垂直于配置间距P的方向以预定的距离X(X是大于零的实数)偏移。这种技术已被申请人(日本专利申请No.2003-383232)提出。

采用上述布置，由于将相邻喷嘴18的中心间的距离设为大于液腔13a的配置间距P，所以减小了喷嘴18和其外部区域由于液滴喷射导致压力波动所产生的变形量，因此能够稳定液滴的喷射量和喷射方向。

在这种情况下，当在多个液腔13a中，连接配置在距共用流道23较远侧的液腔13a的中心的线(即，连接每隔一个液腔13a中心的中心线)，和使相邻液腔13a之间的第二单独流道13e彼此相通、且与定位在液腔13a最远端的壁(阻挡层13)相接触的部分的线之间的距离，用L示出时，液腔13a的形成满足上述关系式(L≤2×P)。

接下来，将说明共用流道23侧上的结构。

图3等并未示出共用流道23。但是，如图7等所示，在共用流道23内优选配置过滤器24等。在此注明，所述过滤器24通过阻挡层13形成(这在后面描述的过滤器25中也是相同的)。

图7是示出将过滤器24配置在共用流道23内的情况的平面图。该过滤器24由沿液腔13a的配置方向布置的柱24a组成。在图7所示的例子中，每一个柱24a都是由大约矩形的支柱形成。进一步，在图7所示的例子中，柱24a的横向宽度(长度方向上的长度)大约与一对壁13b的外侧壁表面之间的长度(流道宽度W+壁13b的厚度×2)等长。

顺便提及，当加热元件12如图8中所示呈Z字形配置时，能够获得下述效果。

当加热元件12如图8中所示呈Z字形配置时，就会有靠近和远离过滤器24的加热元件12。因为远离的加热元件12靠近壁，所以它们能够提高喷射压力，然而，因为在补充操作中增加了供应距离，它们又花费了较长的时间来完成补充操作。反之，尽管靠近过滤器24的加热元件12具有较快的补充速度，但不能提高喷射压力。为了解决上述问题，当过滤器24如图8中所示地布置时，由于过滤器24的柱24a具有与壁同样的效果，所以能够提高喷射压力。进一步，由于过滤器24的柱24a使补充操作延迟，能够使靠近过滤器24的加热元件12和远离过滤器24的加热元件12之间喷射操作的不同减小。

顺便提及，柱24a之间的间隔Wf和第一单独流道13d的流道宽度W满足下述关系式：

W≥Wf

进一步，设定柱24a之间的间隔Wf的高度使得其不超过第一单独流道13d的高度。

如上所述地设定高度，以使通过定位在第一单独流道13d之前的过滤器24能够去除可能堵塞第一单独流道13d的灰尘等，即，以上穿过过滤器24的灰尘等不堵塞第一单独流道13d。

在此注明，由于以从共用流道23穿过过滤器24向液腔13a的顺序供应液体，所以第二单独流道13e充满至少已通过过滤器24的液体。因此，当第二单独流道13e的流道宽度(和高度)大于第一单独流道13d的流道宽度W(和高度)时，即使第二单独流道13e的流道宽度(和高度)与第一单独流道13d的流道宽度(和高度)不同，第二单独流道13e也不会被灰尘等堵塞。

图9是示出上述过滤器的另一实施例(过滤器25)的平面图。图9中示出的过滤器25如此布置：大致正方形的柱25a沿液腔13a的配置方向配置。进一步，柱25a的配置间距与液腔13a的配置间距P相同(与加热元件12和喷嘴18相同)。进一步，柱25a的中心定位在第一单独流道13d的中心线上(流道中心线)。在此注明，上述中心线也是第二单独流道13e的中心线。

进一步，如图9中所示，当第一单独流道13d在柱25a侧的端部与柱25a在第一单独流道13d侧的端部之间的距离用Wb表示时，距离Wb和第一单独流道13d的流道宽度W的形成满足下列关系式：

Wb≥W

已由实验证实，当液体喷射时，通过如上所述形成的距离Wb和流道宽度W能够减小冲击波的影响。在此注明，柱25a的形状不限于大约正方形的形状，且可以是任何形状，例如图7中所示的矩形、三角形、包括至少是五边形的多边形、圆形、椭圆形、横向延伸的椭圆形等。

进一步，即使如果加热元件12如图8中所示呈Z字形布置，也能够与图8中所示的布置同样地，通过如图9所示地布置柱25a来减小靠近柱25a的加热元件12和远离柱25a的加热元件12之间的喷射操作的区别。

接下来，将说明喷嘴18的开口区域、第一单独流道13d的流道表面区域、和过滤器24的柱24a之间的间隔的截面区域之间的关系。在此注明，柱24a之间的间隔的截面区域不但可适用于过滤器24，而且还可适用于所有的过滤器，例如过滤器25等。

首先，当柱24a之间的间隔的截面区域与第一单独流道13d的流道表面区域相比时，柱24a之间的间隔的截面区域以包含在第一单独流道13d的流道表面区域内的尺寸形成。进一步，当第一单独流道13d的流道表面区域与喷嘴18的开口区域相比较时，第一单独流道13d的流道表面区域以包含在喷嘴18的开口区域内的尺寸形成。

图10是解释上述原理的视图。在此注明，喷嘴18、第一单独流道13d、和柱24a之间的间隔由上述区域限定的原因在于：考虑到喷嘴18的开口形状，除圆形外(由图10中的实线示出)，还有各种各样的形状，例如椭圆形(由图10中的虚线示出)、横向延伸的椭圆形(跑道形，由图10中的点划线示出)等，还考虑到柱24a之间的间隔的截面区域和第一单独流道13d的流道表面区域的形状除矩形外，也具有各种各样的形状。

喷嘴18的开口形状能够从圆形、椭圆形、横向线性延伸的椭圆形中选择，而第一单独流道13d和柱24a之间的间隔的截面区域的形状能够以矩形形成。

当沿喷嘴18的排列方向，喷嘴18喷射表面的开口直径由Dx示出，而沿垂直于开口直径Dx的方向(垂直于喷嘴18排列方向的方向)，喷嘴18的喷射表面的开口直径由Dy示出时，下述关系式成立：

Dx≥Dy

在这种情况下，当第一单独流道13d的矩形流道表面的对角线长度由L1示出，而柱24之间的间隔的矩形横截面的对角线长度由L2示出时，喷嘴18，第一单独流道13d，和柱24a之间满足下述关系式地形成：

Dx＞L1＞L2

当第一单独流道13d和柱24a如上所述地形成时，穿过配置在共用流道23内的过滤器24的柱24a之间间隔的灰尘等首先能够不可避免地穿过第一单独流道13d(不会阻塞第一单独流道13d)。进一步，由于液腔13a的宽度U＞流道宽度W的关系，穿过第一单独流道13d的灰尘等能够到达液腔13a的内部。进一步，由于喷嘴18具有最大的开口区域，所以能够导致液腔13a内的灰尘等穿过喷嘴18，即，当喷嘴喷射时，灰尘等能够与液体一起排出到喷嘴外部。

图11是第二实施例的平面图，且示出了第二单独流道13e的形状。尽管在下文将详细说明第二实施例，但在此将简单描述第二实施例的要点。如图3等所示出的，在第一实施例中，所有第二单独流道13e都在阻挡层13侧彼此相通(在第二单独流道13e远离共用流道23的那一侧)。

反之，在图11中，壁13b这样地形成：使两相邻的第二单独流道13e彼此相通。在此注明，除了两个相邻的第二单独流道13e外，三个或更多个相邻的第二单独流道13e也可彼此相通。这是因为，当至少两个第二单独流道13e彼此相通时，液体从其中一个流道流向另一个流道。

即使该结构如图11所示地布置，它的形成也满足上述不同的关系式。

例如，与上述实施例相同，将在沿液腔13a配置间距P的方向连接液腔13a的中心的线，与使相邻液腔13a之间的第二单独流道13e彼此相通、且与定位在远离液腔13a的壁(阻挡层13)相接触的部分的线之间的关系，和配置间距P设为满足下面的关系式：

L≤2×P

所述两个第二单独流道13e除可以以如图11中所示的大致U型相通外，还可以通过例如大致凹形等形状实现彼此相通。

进一步，尽管在图11中未示出，即使应用上述结构，也与上述实施例相同，将过滤器配置在共用流道23内。

接着，将说明在本实施例的结构中怎样减小喷射冲击压力。图12A和12B是解释当液体喷射时怎样传送冲击波的平面图。为了使传统技术与本实施例的技术之间的区别更易懂，图12B示出了传统结构，而图12A则示出了本实施例的结构。

两个结构都具有配置有大致三棱柱型柱(在图中由FP1至FP5示出)的过滤器26(柱的形状不限于三棱柱型，也可以是如上所述的圆柱形等)。所述柱如此配置：它们的中心与单独流道3d和第一单独流道13d的中心相重合。

与上述不同，所述柱如上所述地配置的原因在于，在液体喷射开始(沿将液体从喷嘴18冲出的方向)产生正压力的冲击波时，仅仅通过使靠近液腔3a或液腔13a的部分，来接收在单独流道3d和第一单独流道13d内和在那里连接的共用流道23内的较大的冲击，和通过使扩展到单独流道3d和液腔3a或第一单独流道13d和液腔13a的冲击最小化，就能够减小整体干扰。

在传统结构中，当液体从液腔3a-2喷出时，首先，由于气泡的产生使液体膨胀以便喷射液体，且液体通过随后产生的大量正压力被推出。但是，由于在液体喷出后气泡收缩而在液腔3a-2内产生了负压，因此吸力(在图中用P示出)在沿着将液体吸入液腔3a-2的方向作用在存在于单独流道3d内的液体上。特别是，在传统结构中，吸入与一单独流道3d内失去(喷出)的液体量相当的液体。但是，液体不能即时移动，这是因为它是连续性的，且质量、粘性阻力等作用于液体的缘故。因此，首先，冲击波传播。

尽管冲击波随着其传播而衰减，但它们同样通过液体传送到过滤器26的外部、以及位于液腔3a-2两侧的液腔3a-1和3a-3。

当冲击波传送到任一液腔3a时，相应喷嘴18的弯液面发生振动。可以预料到，当在振动到达的同时(当弯液面发生振动时)，液体从液腔3a喷出时，干扰发生，液体产生不均匀喷射。

反之，在本实施例中，当液体从例如液腔13a-2中喷出时，由于冲击波沿左右两个方向传播，即，沿第一单独流道13d和第二单独流道13e两个方向传播，能量被分为二分之一，且沿着各自的方向传播。更加特别地，在传统结构中，由于只有单独流道3d侧是开放的，传播到与单独流道3d相反侧的能量立刻反射到壁且与从单独流道3d向外传播的能量部分相结合。反之，在本实施例的结构中，每个二分之一的能量都沿着相反的方向传播。

进一步，在本实施例中，由于吸力在第一单独流道13d和第二单独流道13e内都产生，在各自的单独流道内产生的吸力的量值都减小为P/2。因此，冲击波的影响能够减小一半。

在本实施例中，将过滤器26布置到第一单独流道13d的出口(在共用流道23内)，而且将壁27布置在第二单独流道13e的出口。采用这种布置，能够将冲击波会聚在尽可能小的范围内。

接下来，将说明在本实施例中气泡的影响。图13A和13B是显示气泡如何产生的平面图。在附图中，图12B示出了传统结构，而图12A示出了本实施例的结构，以使传统技术和本实施例的技术之间的区别更易懂，在图13A和13B中也是如此。

当每一单位面积液体多次喷射，且进一步连续记录高密度图像等时，喷射头过热且在与液体接触的部分易于产生气泡。因此而产生的气泡彼此结合而发展成相对较大的气泡。在上述情况下，气泡可接近过滤器26侧且粘附在其上(图13)。

当长大的气泡接近过滤器26时，如果在过滤器26附近经常不发生液体喷射，且液体的运动量是这样的：从稍微远离过滤器26的部分所供应的液体足够用于液体的补充，则所述气泡只接触过滤器26的附近(在过滤器内过滤器26的柱的左角部分)。但是，当液体频繁喷射且液体的运动不能跟随频繁喷射时，过滤器26附近的液体压力(水压)减小，因此粘附在过滤器26上的气泡被吸入过滤器26的出口附近(图中的右侧)。图13A和13B示出了上述情况下的气泡。

当上述情况进一步持续时，气泡从过滤器26的柱之间飞离且被吸入单独流道3d或第一单独流道13d内，或喷嘴18的弯液面被打破，则气体(气泡)如图22所示从喷嘴18吸入。已证实，如上所述的冲击波在此时作为触发。

当气泡被吸入传统结构中的单独流道3d中时(参照图13B)，如果气泡具有如此小的尺寸以致它们不会阻塞单独流道3d的流道表面(横截面)，它们将在液体反复喷射时从喷嘴18中排出。反之，如果气泡具有如此大的尺寸以致它们堵塞了单独流道3d，则它们把液腔3a与共用流道23分离。

当气泡存在于液腔3a中时，液体不能到达喷嘴18。这是由于内部压力低于大气压力的缘故。当将能量施加给未覆盖液体的加热元件12时，立即将少许残余液体耗尽且其后发生执行没有液体的加热操作的情况。因此，除非执行专门的清洁操作，否则例如不可能恢复等的喷射失效发生。进一步，就会加速环境污染。

在应用能够执行交迭书写的串行系统的喷射头时，即使存在大约一两个不喷墨的喷嘴18，恢复打印失败的图象等以使它们难以察觉也是可能的。反之，在行式喷射头系统中，即使存在一个不喷墨的喷嘴18，不喷墨的喷嘴18就会在图象质量上有所反映，这是因为不能执行交迭书写的缘故。

因此，在应用热系统的液体喷射装置中，必须采取防范措施来防止上述问题的发生。在传统结构中，作为防范措施之一，通过降低液体喷射头本身的热量释放值或增强辐射效应，尽可能避免使气泡在液体中产生的环境。作为专门的防范措施，将喷射周期约束在某一标准或更低。采用这种防范措施，能够降低热量释放值。进一步，通过降低喷射周期来防止内部压力达到导致气泡进入单独流道3d的程度也是可能的。但是，在传统结构中，由于必须如上所述地降低喷射周期以解决上述问题，所述防范措施不适用于高速打印，且因而不适用于具有高速打印特征的行式喷射头系统。

反之，图13A示出了在本实施例的结构中气泡被吸入第一单独流道13d中的情况。由于喷嘴18由存在于第一单独流道13d和第二单独流道13e两者中的液体控制，所以即使气泡企图从第一单独流道13d侧进入液腔13a-2，除非液体喷射或气泡消失，也会在这种情况下保持平衡状态。

当液体在这种情况下连续喷射时，对第一单独流道13d和第二单独流道13e二者都施加冲击波。但是，由于第一单独流道13d侧被气泡阻塞，气泡被吸入并到达液腔13a-2。然后，存在于液腔13a-2和喷嘴18之间的液体的壁被破坏，因此将气泡排出。尽管在这种情况下通过执行一次或数次喷射来排出气泡，但是在喷射期间液腔13a-2持续起到泵的作用，并且液体从第二单独流道13e侧补充过来(即，液体实现灌泵作用)。

因此，在本实施例的结构中，即使一个单独流道(在这个例子中是第一单独流道13d)被气泡阻塞，只要其它单独流道(在这个例子中是第二单独流道13e)充满液体，液体就会连续地供给液腔13a，因此气泡就会排出，也就能够恢复正常情况。因此，能够具有气泡的自清洁作用，且能够大大降低没有液体时加热元件12执行加热操作的可能性，因此几乎能够消除喷射失败发生的可能性。结果，在本实施例的结构中，不需要采取传统结构必须采取的防范措施，且因而不需要降低喷射周期。

在此注明，由于充满第二单独流道13e的液体是已经通过过滤器26的液体，因此第二单独流道13e几乎不会被灰尘等堵塞。进一步，由于当液体运动时，第二单独流道13e侧不具有起诸如过滤器26之类的阻力作用的部分，因此即使存在一些气泡，它们也不会阻碍液体的运动。从如上所述可以预料到，决不会发生液体不能从第二单独流道13e补充到液腔13a的情况。

接着，将解释本发明的例子。

(例1)

图14A和14B是显示在传统结构和本实施例的结构中证实冲击波减小的结果(作为摄影结果)的视图。

在例1中，应用半导体基底11(尺寸：约为16mm×16mm)，320个加热元件12以600DPI(喷嘴间距设为4.2μm)布置在其上。

应用由透明丙烯酸树脂构成的喷嘴板17，以便能够观察到内部性状。图14A和14B中示出的实验结果与图12中示出的视图相对应。

在图14B所示的传统结构中，喷嘴18线性布置。反之，在例子中，喷嘴18如上所述地呈Z字形布置。

在图14A和14B中，因为液体表面受冲击波的影响而强烈振动，所以喷嘴18在它们刚喷射液体后看起来是黑色。尽管在传统结构中，布置在下面的加热元件12的纵线几乎观察不到(将加热元件12垂直分为二分之一)，但在本例子的结构中可相对地观察到它们。进一步，能够发现尽管在传统结构中由于冲击波的影响也使相邻的喷嘴18看起来是黑色的，但在本例的结构中相邻喷嘴18看起来是淡一些。

(例2)

图15是显示应用在例2中的喷射头的特定结构的平面图。如图15中所示，应用在例2中的喷射头具有液体储存区28，该液体储存区具有设置于第二单独流道13e的出口和阻挡层13的壁之间的柱28a。布置在共用流道23内的过滤器25与图9中示出的过滤器25相同。

图16是示出应用具有如图15中所示结构的喷射头如何排出气泡的顺序摄影的结果的视图。图16以“1”，“2”...“9”的顺序示出了气泡排出的过程。

在图16的“1”中，气泡从喷嘴注入，且液体储存区28和第二单独流道13e之间的空间被气泡阻塞。然后，当应用如“1”中示出的从左侧起第三个喷嘴18重复执行液体喷射操作时，气泡从喷嘴18中逐渐排出。

(例3)

图17A和17B是显示原型喷射头(喷嘴间距：42.3μm，分辩率：600DPI)的掩模的一部分的视图。在图17A和17B中，上侧为共用流道23侧。

图17A显示与图11中所示的布置(在后面详细描述的第二实施例)相对应的例子，图17B示出与图3中所示的布置相对应的例子。

即，在图17A中，相邻的第二单独流道13e彼此相通。进一步，在图17B中，所有的第二单独流道13e彼此相通。

进一步，过滤器25由三棱柱型柱组成。进一步，加热元件呈Z字形布置。

当用喷射头实际打印图像时，几乎消除了在任何喷射头中当在连续打印过程中温度升高时或最初以较低温度执行打印时在传统结构中易于出现的爆裂(burst)错误(色彩不均匀的各个部分和单色的空部分)。由于半导体基底11、加热元件12等与应用在传统结构中的那些相同，而只有流道结构与传统结构中的不同，因此能够证实本发明的流道结构的效果。

下面将详细说明上述的第二个实施例。

本发明的发明人已经研究出在日本待审专利申请公开号为No.2004-001364中公开的液滴偏斜喷射的技术。能够发现通过执行偏斜喷射，喷射速度降低了。这是因为由于多个加热元件布置在一个液腔内且在不同的时间产生气泡，喷射压力低于气泡只在一个加热元件上产生的普通系统的缘故。

反之，能够发现在本发明第一个实施例中的喷射速度稍微低于传统喷射速度(从传统的10m/sec降低到约为7-8m/sec)。

当喷射速度如上所述地降低时，就有这种可能：尽管液体未发生不均匀喷射，但是使打印图像的密度不均匀。

进一步，当喷射速度降低时，因为残余液滴的表面张力吸引液体，所以依靠喷嘴外部的润湿状态，喷嘴板上剩余液体的量增加。

特别是，在不清洁喷射表面的情况下连续执行打印的这一段时间，行式喷射头长于串行喷射头，因而行式喷射头执行较大量的打印。因此，喷嘴附近残余液体的量增加且干扰液滴的新的喷射。

因此，在本发明的第二个实施例中，通过防止液滴喷射速度的降低来改善不均匀密度，防止该液滴喷射速率的降低是通过改进第一实施例得到的。

本发明的第二实施例是一种液体喷射装置，该装置包括多个沿某一方向布置在半导体基底上的加热元件；喷嘴层，通过该喷嘴层形成定位在加热元件上的喷嘴；插入在半导体基底和喷嘴层之间的阻挡层；由部分阻挡层形成且插入在加热元件之间的隔壁，而且该隔壁沿与加热元件布置方向垂直的方向延伸，且允许液体从与加热元件布置方向垂直的方向的两侧流向加热元件侧；由部分阻挡层形成、配置给N(N是至少为2的整数)件加热元件和(N-1)件隔壁、且其外部与隔壁平行的一对侧壁；和由部分阻挡层形成且沿加热元件的布置方向配置的后壁。在液体喷射头中，当隔壁和后壁之间的间隔用x表示，而侧壁和后壁之间的间隔用y表示时，间隔x和y满足下面的条件：

0≤y＜x

进一步，液体喷射单元包括N件加热元件、(N-1)件隔壁、一对侧壁、和所述后壁、配置到加热元件与后壁相对侧上的共用流道，且从共用流道侧和共用流道侧的相对侧将液体供给液体喷射单元的加热元件侧。

在第二个实施例中，具有包括N个加热元件、(N-1)个隔壁、左右侧壁、和后壁的液体喷射单元，而且液体能够通过从隔壁等的两侧流到加热元件。进一步，在第二实施例的结构中，能够将液体从两侧供给加热元件。但是，通过提供灌泵功能，加热元件(在液腔中)上的压力易于降低。但是，由于液体喷射单元作为单一的单元具有封闭的结构，所以当适当地选择N的值时，消除了压力的降低且能够维持喷射液体所必需的压力。

尽管在下面的实施例中具有作为独立的元件的喷嘴层和阻挡层(阻挡层13和喷嘴板17)，但与第一实施例相同，它们可以彼此之间整体地形成。另外，阻挡层可在半导体基底上随其整体地形成。在下面的说明书中，那些与第一实施例相同的部分用相同的参考数字表示，而且省略了对它们的解释。

根据第二实施例，通过稳定易于降低的液滴喷射速度(压力)，能够减少不均匀密度的发生。进一步，能够减少喷嘴板上残余液体的量。此外，即使应用上述偏斜喷射技术，也能够保证出色的喷射操作。

下面将参照附图等进一步说明第二实施例。

由于将打印机主体的布置应用到第二实施例，行式喷射头10的外部特征，喷射头片19的布置与第一实施例中的那些相同，在此省略了对它们的解释。下面将解释第二实施例中特有的喷射头片19的结构。

第二实施例中的喷射头片19如此布置：当与传统喷射头片1a相比时，加热元件12与第一实施例相同地布置在半导体基底上。但是，布置在半导体基底上的阻挡层13的形状与传统喷射头片1a的不同。阻挡层13的形状与加热元件12的外部形状(在下文描述隔壁33a)不同的原因，和与从共用流道13到加热元件12的形状不同的原因是不同的。

图18是显示作为本发明第二实施例的喷射头片19的阻挡层13的形状的平面图。

加热元件12与其在传统技术中相同地布置在半导体基底上。在图18中，隔壁13a插入在加热元件12之间。隔壁13a由部分阻挡层13形成，且沿与加热元件12的布置方向相垂直的方向延伸地配置。沿长度方向每一隔壁13a两端的厚度厚于其中心部分的厚度而形成。采用这种布置，加热元件12上的区域内(称为“液腔”)的隔壁13a之间的间距W1与隔壁13a两端部之间的间距W2满足下述关系式地形成：

W1＞W2

采用这种结构，间距W2内的部分作为过滤器具有消除灰尘等的作用，以及当液滴喷射时能够增加内部压力(在液腔内)。

在N件加热元件12和(N-1)件隔壁13a的两侧具有成对的侧壁13b。在图18所示的例子中，N＝2(两个加热元件12，和一个插入在两加热元件12之间的隔壁13a)。侧壁13b由部分阻挡层13形成，且与隔壁13a大致平行地配置，以及共用流道23侧上的侧壁13b的形状大致与隔壁13a相同。进一步，从共用流道23到加热元件12的流通的流道由侧壁13b和隔壁13a形成。

后壁13c由共用流道23相对侧的部分阻挡层形成。后壁13c沿加热元件12配置的方向形成。

在这种情况下，隔壁13a与后壁13c以间距x间隔。采用这种布置，共用流道尾部24形成在后壁13c侧，且经过共用流道尾部24，液体能够在由隔壁13a分开的两加热元件12上运动。

进一步，侧壁13b与后壁13c相结合(在图18示出的例子中)。采用这种布置，液体不能在共用流道尾部34侧上的、布置在侧壁13b(在图18中加热元件12在左侧或右侧)外表上的加热元件12之间，和布置在侧壁13b内表面上的两加热元件12之间运动。

采用上述布置，液体能够经过后壁13c侧上的共用流道尾部24，只在其外部由侧壁13b包围的内部内运动。在图18所示的实施例中，尽管液体能够在两加热元件12(液腔)之间运动，但在成对的侧壁13b内的加热元件12数量的增加允许液体在数量增加的加热元件12上运动。

当后壁13c与侧壁13b相结合时，y＝0，其中后壁13C侧上的侧壁13b的端部与后壁13c之间的间距用y表示：

y＝0。

但是在本发明中，间距y小于间距x，且间距y可以大于0，即，可以在后壁13C侧上的侧壁13b的端部与后壁13c之间形成间距是充分的。

因此，设定y的值满足下述条件是充分的：

0≤y＜x。

当如上所述形成间距时，液体的运动至少能够流过只由隔壁13a分开的加热元件12之间的后壁13c侧上的共用流道尾部24。进一步，即使间距存在于侧壁13b和后壁13c之间，当液体流经该间距向下一个加热元件12运动时，也有相当量的阻力伴随着液体。

在此，包括N件加热元件12、N-1)件隔壁13a、成对的侧壁13b、和后壁13c的部分被称为“液体喷射单元”。在本实施例中，液体喷射单元彼此平行地布置在半导体基底上。

图19是第三实施例的平面图，且示出喷射头片19的阻挡层13的形状。

在图19所示的实施例中，N＝3。即，液体喷射单元由三个加热元件12、两个隔壁13a、布置在隔壁13a两侧上的一侧壁13b、和后壁13c组成。进一步，在图19所示的实施中，隔壁13a和侧壁13b的末端与图18所示的实施例在厚度上没有差别。当隔壁13a和侧壁13b如上所述地形成时，尽管它们的末端不具有过滤器的作用，但当过滤器等分别配置在共用流道23侧上时不会发生特殊的问题。

当如图19所示地形成实施例时，液体能够从一个液体喷射单元内的共用流道尾部24侧运动到三个加热元件12上。但是，由于侧壁13b的存在，液体不能进一步运动到所述三个加热元件12外部的加热元件12上。

如图19中所示，多个液体喷射单元彼此平行地布置在半导体基底上，以致于加热元件12具有同样的相邻液体喷射单元之间的间距(配置间距)P。在此注明，不仅在相邻液体喷射单元之间将一对侧壁13b独立地配置到每一个液体喷射单元，而且在相邻液体喷射单元之间共用一侧壁13b。然后，通过与之整体形成将一液体喷射单元顺序形成相邻液体喷射单元。

进一步，尽管在图19中N＝3，但如图18中所示的N＝2也是适用的。即，N满足下述条件是充分的：

N≥2。

反之，N的值过大，在一液体喷射单元中开放部分增加，因此降低了液滴的喷射速度(喷射压力)，且因此导致不均匀喷射。从实验结果能够发现，在N≤8的范围内能够获得好的结果。

因此，N的值如下设定：

2≤N≤8。

图20是第四个实施例的平面图，且示出了喷射头片19的阻挡层13的形状。

在本实施例中，N＝4。进一步，在本实施例中，首先，过滤器25配置在共用流道23侧。过滤器25由多个以相同间距布置的柱25a构成。过滤器25通过柱25a之间的间距实现它的功能，且柱25a之间的间距窄于隔壁13a之间的间距或窄于隔壁13a与侧壁13b之间的间距。

进一步，共用流道23侧上的侧壁13b的端部与共用流道23侧上的隔壁13a的端部相比，远离加热元件12定位(换言之，延伸到共用流道23侧)。共用流道23侧上的侧壁13b的端部与过滤器25的柱25a相结合。在这种情况下，柱25a的间距这样设定：柱25a不可避免地定位在从侧壁13b延伸出的线上。

在图20所示的实施例中，过滤器25的柱25a与一对侧壁13b相结合，且一个柱25a配置在它们之间的中心。与侧壁13b相结合的柱25a也充当相邻液体喷射单元的侧壁13b的柱25a。因此，当把与一个侧壁13b相结合的柱25a的数量视为0.5，在一液体喷射单元中柱25a的数量为2(＝0.5+1+0.5)。即，图20中示出实施例是加热元件12的数量(N)是4、隔壁13a的数量是3、而柱25a的数量是2的情况。

当如图20的实施例中所示，过滤器25的柱25a与侧壁13b相结合时，除了其作用是过滤器外，过滤器25还能够提高液体喷射单元的强度，尤其是，阻挡层13的强度。

过滤器25的柱25a不需要必定与侧壁13b相结合，且其尺寸能够任意决定。但是，柱25a之间的间距必须窄于隔壁13a之间的间距，或窄于隔壁13a与侧壁13b之间的间距。进一步，尽管在图20示出的实施例中，柱25a由具有大致矩形横截面的方棒构成，但是它不限于上述形状，而是可以以各种各样的形状形成。

进一步，尽管优选具有，但不是必须具备过滤器25。即，通过增加例如图18中所示的共用流道23上的隔壁13a和侧壁13b端部的厚度，使加热元件12(液腔)的入口变狭窄就足够了。

但是，过滤器25的具备不仅防止灰尘等的侵入，而且当喷射头片19结合到喷嘴板17上时，还防止压力使隔壁13a破碎。

图18至20中所示的上述结构配置在半导体基底上。图21是显示配置在半导体基底上的喷射头片19的平面图，液体喷射单元并排布置在该喷射头片上。图21示出一组喷射头片19(在下图22和23中所示的是相同的)。该喷射头片19与在图2中所示的喷射头片相同。

在图21中，通过在半导体基底11一侧的外部边缘上并排布置液体喷射单元(每个构成一个单元)提供单元列。在图中，共用流道23配置在半导体基底11的液体供应侧上，且沿箭头所示方向将液体供给相应的液体喷射单元。

图22是显示喷射头片19的第五个实施例的平面图。图22的实施例示出由并排布置在半导体基底11上两相对侧的外部边缘上的液体喷射单元组成的单元列的例子。在图22的实施例中，并排布置在一侧外部边缘上的液体喷射单元的背表面，与并排布置在另一侧外部边缘上的液体喷射单元的背表面互相面对。即，半导体基底11的中心部分充当后壁13c侧。如图22中所示，液体供应侧配置在图中的左右两侧，相应地，共用流道23配置在液体供应侧，且沿图中箭头所示的方向将液体供给相应的液体喷射单元。

图23是显示喷射头片另一个实施例的平面图。

在图23中，在半导体基底上形成液体供应孔(槽)11a，以便通过它贯通后表面侧和前表面侧。液体供应孔11a与墨水盒等(未示出)相通。通过沿着液体供应孔11a并排配置液体喷射单元，将单元列彼此相对配置在液体供应孔11a的两侧上。

在这种情况下，由于液体供应孔11a沿共用流道23配置，并排配置在液体供应孔11a两侧上的液体喷射单元彼此面对。

如上所述，尽管图21至23中所示的方案和除它们之外作为配置在半导体基底11上的液体喷射单元的例子的各种各样的方案都已仔细考虑过，但是可以应用任一种图案。

图24是显示实际制作的喷射头片19的掩模的平面图。在图24中，白线显示除配置在半导体基底11上的阻挡层13之外的布线部分等。将用于喷射头片19中的每个加热元件12一分为二以执行液滴的偏斜喷射。

尽管加热元件12沿某一方向以一定的间距配置，但并不是全部加热元件12配置在同一条线上(在一直线上)，且相邻加热元件12的中心沿与加热元件12以一定间距配置的方向垂直的方向以预定的间距(大于0的实数)排列。

采用上述布置，由于将相邻喷嘴18的中心之间的距离设定为大于加热元件12的配置间距的值，由液滴喷射导致的压力波动引起的喷嘴18和其外部区域的变形量减小，因此能够稳定液滴的喷射方向和喷射量。

在图24中，与图18的实施例相同，N＝2(将两个加热元件12和一个隔壁13a配置在一个液体喷射单元中)。进一步，隔壁13a和侧壁13b在共用流道23侧部分地形成得厚。通过上述布置，隔壁13a和侧壁13b具有过滤器的功能。除上述布置外，本实施例的配置与图18中所示出的配置相同。

Claims (11)

1.一种液体喷射单元，包括：

加热元件，设置于半导体基底上；喷嘴层，经由上述喷嘴层形成定位在上述加热元件上的喷嘴；

阻挡层，设置于上述半导体基底和上述喷嘴层之间；

液腔，通过部分阻挡层以及一对彼此面对以在其间固定加热元件的壁构成；和

一对单独流道，通过延伸上述液腔的成对的壁构成且设置于上述液腔两侧以与上述液腔相通；

其中，将液体从至少上述一对单独流道之一供给液腔，并且将液腔内成对的壁之间的距离U和上述单独流道的流道宽度W设定为满足下面的关系式：

U＞W；

其中：

多个加热元件沿某一方向布置在半导体基底上；

上述液腔和上述一对单独流道与每个加热元件相对应地配置；和

将上述一对单独流道形成为沿与加热元件的布置方向垂直的方向延伸；

其中上述一对单独流道包括：

与共用流道相连接的第一单独流道；和

沿与第一单独流道相反的方向延伸穿过液腔的第二单独流道；

其中至少两相邻液腔的第二单独流道彼此相通，使得当一个液腔中的单独流道失效时，相邻的液腔的第二单独流道可以给所述一个液腔提供液体。

2.如权利要求1所述的液体喷射单元，其中：

其中至少三个相邻液腔的第二单独流道彼此结合。

3.如权利要求1所述的液体喷射单元，其中：

上述液腔以一定的配置间距P配置；并且

当沿配置间距的方向连接上述液腔中心的线，与连接相邻液腔之间的第二单独流道且与远离上述液腔的壁相接触的部分的线之间的距离用L表示时，使上述液腔的形成满足下述关系式：

L≤2×P。

4.如权利要求1所述的液体喷射单元，其中：

多个液腔以一定的配置间距P配置；和

相邻液腔的中心沿垂直于配置间距P的方向以间隔X(X是大于0的实数)布置；并且

当连接配置在远离液腔内的共用流道侧上的液腔中心的线，与连接相邻液腔之间的第二单独流道且与远离上述液腔的壁相接触的部分的线之间的距离用L表示时，使上述液腔的形成满足下述关系式：

L≤2×P。

5.如权利要求1所述的液体喷射单元，

其中由多个柱构成的过滤器配置在共用流道内，并且上述柱之间的间隔的宽度小于或等于第一单独流道的流道宽度W；和

上述柱之间的间隔的高度小于或等于第一单独流道的高度。

6.如权利要求1所述的液体喷射单元，其中：

上述液腔以一定的配置间距P配置；

其中由多个柱构成的过滤器配置在共用流道内；

上述多个柱以与配置间距P相等的间距配置，并且上述柱的中心定位在第一单独流道的中心线上；和

在位于述柱侧的第一单独流道的端部与位于第一单独流道侧的上述柱的端部之间的距离大于或等于第一单独流道的流道宽度W。

7.如权利要求1所述的液体喷射单元，

其中由多个柱构成的过滤器配置在共用流道内；

上述柱之间的间隔的横截面区域以包含在第一单独流道的流道表面区域内的尺寸形成；并且

第一单独流道的流道表面区域以包含在喷嘴的开口区域内的尺寸形成。

8.如权利要求1所述的液体喷射单元，

其中由多个柱构成的过滤器配置在共用流道内；

沿喷嘴排列方向的喷嘴的喷射表面的开口直径Dx，与沿垂直于开口直径Dx的方向的喷嘴的开口直径Dy之间的关系满足下面的关系式：

Dx≥Dy；

第一单独流道的流道表面的形状形成为具有对角线长度L1的矩形；

上述柱之间的间隔的横截面形状形成为具有对角线长度L2的矩形；且

使上述喷嘴、第一单独流道、和上述柱的形成满足下面的关系式：

Dx＞L1＞L2。

9.如权利要求1所述的液体喷射单元，其中：

由多个柱构成的过滤器配置在上述共用流道内；并且

上述过滤器由上述阻挡层的一部分形成。

10.如权利要求1所述的液体喷射单元，其中：

上述半导体基底沿上述多个加热元件的排列方向成一行配置；和

通过沿半导体基底的排列方向配置共用流道形成行式喷射头，上述共用流道与上述各个半导体基底的所有液腔相通。

11.如权利要求10所述的液体喷射单元，其中：

多行上述半导体基底排成列配置，而多行中的每一行都包括成一行配置的半导体基底；并且

将具有不同性质的液体供给其中一列半导体基底和其他列半导体基底。

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