CN101020389B - 液体喷射头和液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种一种液体喷射头，包括多个排列在基底平面区域内的液体喷射部分。每个液体喷射部分包括容纳待喷射液体的液体腔，设置在液体腔中的加热器元件，当加热时加热器元件在液体腔内的液体中产生气泡，和相应于由加热器元件产生的气泡，用于喷射液体腔中的液体的喷嘴。

Description

液体喷射头和液体喷射装置

技术领域

本申请涉及一种用于喷墨打印机喷射头或类似物的热系统喷墨头，以及一种例如包含所述喷墨头的喷墨打印机的喷墨装置。更具体地，本发明涉及一种实现具有极小喷射非均匀性的液体供应结构的技术。

背景技术

作为一种用于液体喷射装置例如喷墨打印机中的液体喷射头的示例，具有已知的利用所产生的气泡的膨胀和收缩的热系统。

在这种热系统中，加热器元件被设置在半导体基底上，气泡在液体腔的液体中通过这些加热器元件产生，并且液体以液滴的形式从设置在加热器元件上的喷嘴中喷出并撞击在记录介质或类似物上。

图13是示出了依据相关技术的这种类型的液体喷射头1(在下文中，简称为“喷射头1”)的外部透视图。在图13中，设置在栅隔层3上的喷嘴板17以分解图的形式示出。

图14是示出了图1中所示的喷射头1的通道结构的剖视图。应该指出的是应用在液体喷射装置的这种类型的通道结构已在例如日本待审专利申请公开No.2003-136737中公开。

在图13和14中，多个加热器元件12设置在半导体基底11上。此外，栅隔层3和喷嘴板(喷嘴层)17按序层叠在半导体基底11上。在此处，在半导体基底11上形成加热器元件12并带有在加热器元件12上方形成的栅隔层3的组件被称为喷射头片1a。此外，带有形成在喷射头片1a上的喷嘴18(喷嘴板17)组件被称为喷射头1。

喷嘴板17具有的喷嘴18被布置成喷嘴(用来喷射液滴的孔)18位于各自的加热器元件12上。另外，设置在半导体基底11上的栅隔层3介于加热器元件12和喷嘴18之间，从而在加热器元件12之上和喷嘴18之间的部分形成了液体腔3a。

如图13所示，栅隔层3以大体梳齿状的结构形成，以致于可以包围每个加热器元件12的三个侧面，从而形成仅有一侧开放的液体腔3a。该开放的部分形成了单独通道3d，其与共用通道23相通。

另外，加热器元件12邻近半导体基底11的一侧排列。而且，在图14中，隔片D设置在半导体基底11(喷射头片1a)的左侧，从而共用通道23通过半导体基底11(喷射头片1a)的一个侧面和隔片D的一个侧面形成。应该指出，只要可以形成共用通道23，可以用任何部件来代替隔片D。

此外，如图14所示，通道板22被设置在与设置加热器元件12的表面相对的半导体基底11的表面上。如图14所示，供墨口22a和供应通道(共用通道)24形成于通道板22上，供应通道24具有大致凹陷的截面形状，从而与供墨口22a相通。供应通道24和共用通道23相通。

于是，墨水从供墨口22a供给到供应通道24和共用通道23，通过单独通道3d进入液体腔3a。然后，当加热器元件12加热时，在液体腔3a中的加热器元件12上产生气泡。在气泡产生时施加的漂浮力(flight force)使得液体腔3a中的部分液体以液滴(墨滴)的形式从喷嘴18中喷出。

应该指出，在图13和14中，为了便于理解，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11的厚度为约600到650μm，喷嘴板17或栅隔层3的厚度为大约10到20μm。

另外，制造上述的喷射头1的方法的例子包括：第一种方法(基片固定法(chip mount)，其中通过半导体工艺制造的喷射头片1a被粘在通过单独的工艺制造的喷嘴板17上；和第二种方法(在基片喷嘴上：OCN)，其中喷嘴18的部分也在半导体基底11上整体成形。

发明内容

当通过第一种方法制造根据相关技术的上述的喷射头1时，具体地，喷射头片1a和喷嘴板17分别单独制造，然后在微米级别进行位置排列或粘附操作，接着进行加热和加压步骤。因此，需要非常精确的加工控制。在多个喷射头片1a根据记录介质的宽度并排设置在喷嘴板17上形成行式喷射头的情况下，特别地，在制造过程中一点轻微的变化都会导致每一个喷射头片1a的基本性能的改变，其同样也会表现自身图像质量的下降。

在这种关系中，一种喷射头片是公知的，在这种喷射头片的中心部分设置有用来供墨的通孔并使得沿着喷射头片的纵向延伸，而且加热器元件、液体腔和喷嘴被沿着通孔方向排列在通孔的两侧。

一种经验性的事实是，在具有上述结构的喷射头的情况下，与加热器元件12排列在半导体基底11的末端的喷射头相比，如图13和14所示的喷射头1，通过基片固定法(chip mount)而设置的喷射头片间的特性改变减少。

然而，以上提到的结构存在以下问题。

(1)喷射头片结构的尺寸在宽度方向上变成大约为原来的两倍。

(2)为了在喷射头片的中心部位形成通孔必须引进特殊的半导体加工工艺。

(3)费用增加，产量降低。

当使用上述第二种方法制造喷射头时，由于基片固定导致的性能变化的问题不会发生。然而，当形成行式喷射头(line head)时，仍然存在一些问题，例如将大量的喷射头片固定在大支架上的工艺，保证喷射头片间的连接精度的需求，以及向所有喷射头片均匀供应液体是困难的。因此，使用第二种方法没有解决与行式喷射头制造相关的问题。

鉴于这些问题，希望提供一种通道结构，其可以减少由于制造差异而导致的喷射头片之间性能的变化，并将气泡产生的可能性降至极低的水平。

本发明通过以下方法来解决上述的问题。

根据本发明的一个实施例，提供一个液体喷射头，该液体喷射头包括多个排列在基底平面区域内的液体喷射部分，每个液体喷射部分包括：容纳待喷射液体的液体腔；设置在液体腔中的加热器元件，当加热器元件加热时在液体腔的液体中产生气泡；以及相应于由于加热器元件的气泡产生，用于喷出液体腔中液体的喷嘴。当从多个加热器元件的一端数起时，位于第M个位置(M是奇数或偶数)的加热器元件的中心被设置在沿着加热器元件排列方向延伸的直线L1上或者在其附近，并且当从多个加热器元件的该一端数起时，位于第N个位置(当M是奇数时N是偶数，当M是偶数时N是奇数)的加热器元件的中心被设置在直线L2上或其附近，直线L2与直线L1平行，并与直线L1间隔δ(δ是大于0的实数)。在平面图中，液体腔大致形成一种凹陷的结构从而可以包围加热器元件的三个侧面。多个加热器元件在直线L1和直线L2的方向上以恒定的间距P排列。包围排列在直线L1上或在其附近的加热器元件的液体腔，和包围排列在直线L2上或在其附近的加热器元件的液体腔被设置成它们的开口部分彼此相对。在排列在直线L1上或其附近并彼此间隔2P的液体腔之间，和排列在直线L2上或其附近并彼此间隔2P的液体腔之间，在液体腔的排列方向上，至少其中之一要形成间隙Wx(Wx是大于0的实数)。排列在直线L1上或其附近的液体腔和排列在直线L2上或其附近的液体腔之间，在垂直于液体腔排列方向的方向上，形成了间隙Wy(Wy是大于0的实数，其中Wy＞Wx)。通过间隙Wx和Wy分别形成了宽度等于间隙Wx的液体通道和宽度等于间隙Wy的液体通道。

根据以上提到的本发明的实施例，液体喷射部分排列在直线L1和L2的延伸方向上。另外，直线L1和L2布置成彼此间隔δ。此外，从一端数起时位于第M个位置的加热器元件的中心设置在直线L1上或其附近，从一端数起时位于第N个位置的加热器元件的中心设置在直线L2上或其附近。

另外，设置在直线L1上或其附近的液体腔和设置在直线L2上或其附近的液体腔被布置成它们的开口部分彼此相对。此外，设置在直线L1上或其附近的液体腔和设置在直线L2上或其附近的液体腔之间形成的间隙Wy形成了宽度等于间隙Wy的通道(与以下实施例的描述中的第二共用通道23b相一致)。另一方面，位于直线L1和直线L2或在它们附近中的至少一个的液体腔之间形成的间隙Wx(在此，Wx＜Wy)形成了宽度等于间隙Wx的通道(与以下实施例的描述中的第一共用通道23a相一致)。

根据本发明的实施例，液体均匀供应给每个液体腔。另外，可以使喷射速度均匀，因此可以减少在液体喷射部分之间的喷射性能的改变。另外，由于为每个液体腔供应液体很容易，气泡问题的发生得到抑制，且即使气泡问题发生，也可以很容易地进行自我复原。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例的行式喷射头的外部透视图；

图2是示出了一个喷射头片列的平面视图；

图3是示出了根据所述实施例的喷射头片结构的平面视图；

图4是喷射头片的另一个实施例的平面视图，显示了图3所示实施例的变形；

图5是喷射头片的另一个实施例的平面视图，示出了图3所示实施例的变形；

图6是喷射头片的另一个实施例的视图；

图7A到7D是示意性示出各种类型的喷射头片如何提供液体的图解；

图8是显示液体喷射方向的图解；

图9A和9B是示出对开(half-split)加热器元件12之间在液体中的气泡产生时间差和液体喷射角之间关系的曲线图，图9C示出了表示在对开加热器元件12之间的偏转电流和液体撞击位置处的移动量之间的关系的实际测量数据。

图10是示出根据所述实施例的包含喷射方向偏转装置的电路的图解；

图11是示出根据本发明示例中的半导体工艺过程的部分掩模图的图解；

图12是示出所述示例的喷射速度测量结果的图解；

图13是示出依据相关技术的液体喷射头的外部透视图；和

图14是示出图13中所示的喷射头的通道结构的截面图。

具体实施方式

现在将参考附图等进行描述本发明的实施例。

在此实施例中，依据本发明的液体喷射装置是喷墨打印机(热式彩色行式打印机：在下文中简称为“打印机”)，且液体喷射头是行式喷射头10。

应该指出的是，在此说明书中，包括一个液体腔13a、设置在所述液体腔13a中的加热器元件12(在此实施例中，具体地说，被分为两部分，如后面所述)和喷嘴18的部分被称为“液体喷射部分”。也就是说，行式喷射头10(液体喷射头)指的是多列液体喷射部分。另外，配置有喷嘴18(喷嘴板17)的喷射头片19被称为“液体喷射头”。

图1是表示依据该实施例的行式喷射头10的外部透视图。行式喷射头10通过并排设置四个喷射头片19的列可以成形为四色喷射头，所述每列都具有与A4尺寸记录介质宽度相等的并排成一行的喷射头片19，每个喷射头片19的列对应于Y(黄色)、M(品红色)、C(青色)和K(黑色)。

另外，行式喷射头10片可以通过一个挨一个地并排设置多个喷射头片19，并将这些喷射头片19的下部粘附在单个喷嘴板17(喷嘴层)上而形成。在此，形成在喷嘴板17上的各个喷嘴18和形成在喷射头片19中的各个加热器元件12彼此相互对应地设置。

喷射头支架16是用来支撑喷嘴板17的支撑部件，并具有与喷嘴板17相对应的尺寸。另外，每个容纳空间16a的长度与A4尺寸的横向宽度(大约21cm)一致。

四个喷射头片19的列中的每一个都被设置在喷射头支架16的每一个容纳空间16a中。另外，每个容纳不同颜色的液体(墨水)的墨水盒都被安装在喷射头片19的背面并位于用于每一列的喷射头支架16的容纳空间16a中。不同颜色的液体被这样供应到各自的容纳空间16a中，即供给各自的喷射头片19列。

图2是示出一个喷射头片19的列的平面图。应该指出在图2中，喷射头片19和喷嘴18以重叠的方式被显示。

各个喷射头片19以交错的形式设置，也就是，以这种方式即相邻喷射头片19的方向彼此相差180度。另外，如图2所示，为所有喷射头片19供应液体的共用通道23形成在第(N-1)和第(N+1)个喷射头片19与第N和第(N+2)个喷射头片19之间。

另外，如图2所示，各个喷嘴18之间的间隔都相等，包括喷嘴18以交错方式彼此相邻布置的部分在内。

如上所述的行式喷射头10静止保持在打印机主体之内。记录介质与如此静止保持的行式喷射头10相对移动，同时在记录介质的表面(液体撞击表面)和行式喷射头10的液体喷射表面(喷嘴板17的表面)之间保持预定的间隙。在这种相对运动过程中当液体从喷射头片19的每个喷嘴18中喷出时，圆点排列在记录介质上，从而实现字符、图像等的彩色打印。

接着，将进一步详细描述依据本实施例的喷射头片19。喷射头片19与依据相关技术的喷射头片1a的相同之处在于多个加热器元件12排列在半导体基底11上。然而，喷射头片19与喷射头片1a在加热器元件12的排列方式、液体腔13a的结构上等方面是不同的。

图3是示出根据本实施例的喷射头片19的结构的平面视图。

如相关技术中一样，多个加热器元件12排列在半导体基底11上。在此，一些加热器元件12(图3中的n，n+2，n+4，n+6等)的中心被设置成使其位于(想象地)直线L1上。另一方面，其它加热器元件(图3中的n+1，n+3，n+5等)的中心被设置以使其位于(想象地)直线L2上。

另外，直线L1和L2相互平行并彼此以间隔δ(δ是大于0的实数)的距离分开。另外，尽管图3中没有示出，直线L1和直线L2沿喷射头片19(半导体基底11)的纵向与外边界(图3中的下侧)靠近，以使其与外边界平行。

另外，如图2所示，在以上所述的外边界的外侧，配置有为各个液体腔13a供应液体的共用通道23，以使其沿着以上所述的喷射头片19(半导体基底11)的外边界延伸。应该指出的是，与根据图13所述的相关技术中的共用通道23相似，共用通道23是由半导体基底11的侧面和例如隔片D形成，所述半导体基底11的侧面与形成加热器元件12的表面相邻。

相应地，直线L1和直线L2与共用通道23(以上所述的半导体基底11的外边界)平行并且被设置为使其位于共用通道23的一侧。

在多个加热器元件12中，当从多个加热器元件的一端数起时，位于第M个位置(M是奇数或偶数)的加热器元件12的中心被设置在沿着加热器元件12的排列方向延伸的直线L1上。另外，当从多个加热器元件的一端数起时，位于第N个位置(当M是奇数时N是偶数，当M是偶数时N是奇数)的加热器元件12的中心被设置在直线L2上。即，加热器元件12以所谓交错方式交替地设置在直线L1和直线L2上。

另外，直线L1上的加热器元件12和直线L2上的加热器元件12都以2P(2×P)的间隔距离设置。另外，设置在直线L1上的加热器元件12相对于设置在直线L2上的与上述加热器元件12最接近的加热器元件12被设置以使其沿着加热器元件12的排列方向以间距P平移。

因此，单个加热器元件12以恒定的间距P在直线L1和直线L2的方向上排列。间距P是由行式喷射头10的分辨率(DPI)决定的。例如，当分辨率为600DPI时，间距P为大约42.3(μm)。

液体腔13a设置在半导体基底11上并由配置在半导体基底11和喷嘴板17之间的一部分栅隔层13形成。在图3所示的例子中，图3中用于位于直线L1上的加热器元件12的液体腔13a在平面视图中以大致凹陷的结构形成从而可以围绕加热器元件12的三个侧面。液体腔13a与栅隔层13是一体的，并通过在大致凹陷的结构中切下一部分栅隔层13形成的。因此，用于位于直线L1上的加热器元件12的液体腔13a被配置为它们的开口部分面对直线L2一侧。

相反，用于位于直线L2上的加热器元件12的液体腔13a以大致凹陷的结构形成从而可以围绕加热器元件12的三个侧面，并且每个液体腔13a都是分立的并独立于其它的液体腔13a。另外，液体腔13a被配置为它们的开口部分面对直线L1一侧。

因此，围绕直线L1上的加热器元件12的液体腔13a和围绕直线L2上的加热器元件12的液体腔13a都被配置为它们各自的开口部分彼此相对。

应该指出的是每个围绕加热器元件12的液体腔13a的各个部分的长度没有被限定，只要它们大于加热器元件12与所述液体腔13a对应一侧的长度即可。在此实施例中，液体腔13a被配置为围绕加热器元件12的同时在加热器元件12的周围留有几个微米(μm)数量级的间隙。

另外，在每两个设置在直线L2上并且在液体腔13a的排列方向(直线L2的方向)上彼此间隔为2P(在直线L2上的两个相邻液体腔13a之间)的液体腔13a之间形成间隙Wx(Wx是大于0的实数)。即，在液体腔13a的排列方向上，在每个液体腔13a的两侧都形成间隙Wx。

该间隙Wx形成了第一共用通道23a(此通道具有宽度为Wx，并且通过此通道液体在垂直于直线L1和L2的方向上流动)，此通道构成了为每个液体腔13a提供液体(墨水)的共用通道23的一部分并与共用通道23相通。

应该指出的是，由于位于直线L1上的液体腔13a与栅隔层13a(与栅隔层13相邻)整体成形，在直线L1上相邻的液体腔13a之间不会形成间隙Wx。

另外，在垂直于液体腔13a的排列方向的方向上，在设置在直线L1上的每个液体腔13a的直线L2一侧和设置在直线L2上的每个液体腔13a的直线L1一侧之间形成了间隙Wy(Wy是大于0的实数)。与以上提到的间隙Wx相似，该间隙Wy形成了第二共用通道23b(此通道具有宽度为Wy，并且通过此通道液体在沿着直线L1和L2的方向上流动)，此通道构成了为每个液体腔13a提供液体(墨水)的共用通道23的一部分并与共用通道23相通。

关于间隙Wx和间隙Wy之间的关系，理想的为Wx＜Wy。通过以这种方式形成通道，液体可以从第二共用通道23b(不用经过所参考的相关技术中描述的单独通道3d)直接供给每个液体腔13a，并且为各个液体腔13a的液体供应能力增强并且均匀化。这使得减少各个喷射部分之间的喷射性能的差异以及减少在各个液体喷射部分中气泡问题的发生成为可能。

应该指出的是，理想的关系Wx＜Wy不仅仅用于图3所示的实施例，而且用于将在下面描述的图4、5和6中所示的实施例中。

图4是喷射头片19的另一个实施例的平面视图，其示出了图3中所示配置的变形。在图3所示的例子中，所有的加热器元件12都被配置为它们的中心都准确地定位于直线L1上或直线L2上。相反地，在图4所示的例子中，一些加热器元件12以与直线L1和直线L2具有合适的间隔被设置。在图4中，在所有的加热器元件12中，加热器元件12n，12(n+4)和12(n+6)的中心都位于直线L1上。

相反地，在所有的加热器元件12中，加热器元件12(n+2)的中心从直线L1略微偏移。该偏移量是，例如±δ/5或更小。相似的，在直线L2一侧，在所有的加热器元件12中，加热器元件12(n+1)和12(n+5)的中心位于直线L2上，而加热器元件12(n+3)的中心从直线L2略微偏移。该偏移量与以上提到的相同。

如上所述，加热器元件12的中心并不一定要精确地设置在直线L1或L2上，而是少量的偏移也是允许的。它足以使加热器元件12在直线L1或其附近和在直线L2或其附近以交替的方式顺序排列，即加热器元件12是以交错方式排列的。

图5仍然是喷射头片19的另一个实施例的平面视图，其显示了图3所示的设置方式的一种变形形式。在图3所示的例子中，围绕位于直线L1上的加热器元件12的液体腔13a与栅隔层13一体成形。相反，在图5所示的例子中，围绕位于直线L1上的加热器元件12的液体腔13a也是如此成形的，与包围位于直线L2上的加热器元件12的液体腔13a相似，每个液体腔13a是分立的并独立于其它的液体腔13a。

因此，液体腔13a的开口部分彼此相对，该液体腔13a在平面视图中大致以凹陷的结构成形。根据这种设置方式，对于所有液体喷射部分，在液体喷射时相对于冲击波的反射情况等可以做到尽可能均匀。另外，使喷嘴板17的张力分布均匀是可能的。

图6仍是喷射头片19的另一个实施例的视图。应该指出的是，在图6中提供了圆柱形过滤器13b。在图6所示的实施例中，在交错阵列的列与列之间的距离δ被设置为喷嘴间距P的

倍。其原因如下所述。即，通过将位于一条直线上的彼此相邻的喷嘴18之间的中心到中心的距离都设置为2P，即相等，相对于每个喷嘴，由于喷雾(在喷射时产生的喷溅液滴)沉积在喷嘴表面的喷嘴中心部附近或者由于液体从喷嘴处“溢出”(一种可能会发生的现象，其中在伴随喷射操作液体同时液体从大范围的喷嘴处暂时溢出)而引起的喷嘴之间发生干扰的可能性会变得一致。

图6所示实施例的另一个特征在于组成第二共用通道23b的部分(位于直线L1和L2之间的部分)相对于喷嘴18的阵列以Z字形结构形成。其原因如下所述。即，如果第二共用通道23b形成如图6所示的人字形壁，那么即使由于从每个喷嘴18进行连续喷射时的喷射压力气泡保留在第二共用通道23b中，由于通道壁为人字形结构，气泡被推向相邻喷嘴18之一。结果，以上提到的残留的气泡就在相邻喷嘴18的喷射循环(ejection cycle)中被有效地排出了。

应该指出的是，依据本发明的宽度Wy指的是在垂直于喷嘴18的排列方向上测量的值，即使在通道壁具有如图6所示的人字形结构的情况下。

如图6所示的实施例的优点在于，由于喷嘴间隔(并不是间距而是彼此相邻的喷嘴18之间中心到中心的距离)都被设置为2P，在喷嘴表面上，间距P处的性能可以发挥同时可以充分保留间距为2P的喷射头，即具有一半分辨率的喷射头的稳定性。应该指出的是即使δ不是如图6所示的P的整倍数在信号处理时也没有发生问题的原因是由于本申请人在日本未审公开的专利申请No.2005-87430中提出的技术，在喷嘴位置处在垂直于交错的喷嘴的排列方向的偏移可以调整(以类似的方式)到在垂直于喷射头排列方向上的任意位置而不以数字方式进行时钟处理(clock processing)。

由于此操作，即使喷嘴18以交错方式排列，当圆点撞击在记录介质上时，圆点可排列成就像它们是从以喷嘴间距P线性排列的喷射头喷射出的。

如上所述的依据本实施例的通道结构具有以下特征。

(1)首先，从强度来看，通道结构具有以下特征。

液体喷射部分以交错方式交替排列在直线L1和直线L2上。因此，当着眼于直线L1或直线L2中任意一个时，喷射头的分辨率变为1/2。因为当喷射头分辨率变低时，可以获得高的机械强度，那么通过采用依据本实施例的排列方式可以增强机械强度。

另外，在以交错方式排列的液体喷射部分中，由于在平面视图中具有大致凹陷结构的液体腔13a配置在一侧(直线L1一侧)和另一侧(直线L2一侧)，因此可以保证在所有方向上有相同的强度。另外，各个液体腔13a的开口部分定向地共同朝向内侧。因此，当压力(表面压力)被施加到喷射头片19的端部(排列液体喷射部分的部分)时，压力由具有高强度的外侧部分承受，而具有低强度的内侧部分得到保护。即，尽管液体腔13a的开口部分的开口端的强度变得最低，但是这些低强度的部分通过设置为共同朝向内侧从而可以被保护。这使得这种结构可以极大地抵抗在被连接到喷嘴板17时或连接到喷嘴板17之后施加的外部压力。

另外，由于液体腔13a被配置为在直线L1上和在直线L2上以间距P偏移，在每个液体腔13a的开口附近的两侧，液体腔13a的壁之间设置为以间距Wy彼此面对。采用上述的相同方式，即使压力(表面压力)施加于该结构，该实现的结构也不易变形。

另外，如在根据相关技术的喷射头片1a(图13)中，其中单独通道3d部分很长并且形成为大致梳齿状构造的结构具有的缺点为：相对于施加的力，其变形变大了。相反，根据本实施例的液体腔13a在平面视图中具有大致凹陷的构造，同时在液体腔13a的排列方向上配置有横梁(beam)。因此强度得到增强，并且即使施加了大的力变形也很小。

另外，例如在分辨率为600DPI的情况下，加热器元件12设置为大约42.3μm的间距，如图13所示，而在加热器元件12之间作为栅隔层13的宽度，只有大约15到17μm。相反，当加热器元件12以本实施例中的方式排列时，每个液体腔13a可以保证60μm的厚度(壁厚)，因此使得保证足够的强度成为可能。这使得相对于横向位移(液体腔13a相对于在加热器元件12排列方向上的力产生的变形)保证足够的强度也是可能的。

(2)此外，尽管图13中没有示出，根据相关技术的喷射头片具有很大数量的形成于半导体基底中心部分的通孔。在此实施例中，相反地，尽管加热器元件12以交错方式排列，在交错队列之间(在直线L1和直线L2之间)没有形成穿透半导体基底11的通道(通孔)。即，第一共用通道23a和第二共用通道23b由半导体基底11上的平面部分形成，该部分没有形成栅隔层13和液体腔13a，并且两个共同通道不是通过穿透半导体基底11而形成的。应该指出的是只要不是通孔，以槽状结构(具有大致凹陷的横截面)形成的共用通道，例如，就可以配置在交错队列之间。另外，只要不在交错队列之间形成，那么由通孔形成的共用通道可以配置在例如任一交错队列的外侧。

因为在交错队列之间没有形成如上所述的延伸穿过半导体基底的通道，喷射头片19可以设计为具有很小的尺寸。这样可以实现低成本(因为喷射头片19的表面积直接影响成本)。另外，因为喷射头片19需要用来供应液体的空间，如果喷射头片19制造得较小就可使其满足此需要。

另外，当如相关技术的示例中在半导体基底中形成通孔时，就有必要在通孔两侧分别设置驱动电路阵列，这会导致所需电路数量的增加，并也导致喷射头片表面积增加为两倍。另外，分别需要大表面积的连接垫，这会使得表面积的进一步增加。相反地，采用依据本实施例的设置方式，设置在直线L1上的加热器元件12和设置在直线L2上的加热器元件12的两侧作为单独的电子电路(电子电路将在以后介绍)的设计是可能的。另外，喷射头片19减小的尺寸意味着在液体供应系统的设计中允许更大的余量，从而使得减小作为一个整体的行式喷射头10的尺寸成为可能。

(3)另外，通过在直线L1和直线L2上如该实施中以彼此交错的方式排列加热器元件12，可以在加热器元件12之间保证一个距离。即，例如当着眼于直线L1时，由于加热器元件12以等于距离2P的间隔排列，加热器元件12可以以实现想要分辨率的距离的两倍的距离排列。因此，由于为机械精度提供了一些余量，即使需要的分辨率例如为1200DPI，具有所述分辨率的喷射头片19也能够制造。

(4)另外，从液体供应流的角度看，本实施例的结构具有以下特征。

图7A至7D是示意性示出各种类型的喷射头片如何供应液体的图解。在这些图中，由实线表示的方形代表液体腔，由虚线表示的圆形代表喷嘴。

在图7A到7D中，图7A示出了依据相关技术(例如，图13)的液体的流动，图7B示出了依据由本申请人在以前提出的日本专利申请No.2003-383232中提出的结构的液体的流动。图7C示出了液体的流动，在此情况下，如上所述，通孔被形成为在加热器元件的各个交错队列之间居中延伸。另外，图7D示出了根据本实施例的液体的流动。

在图7A到7C所示的每种情况下，液体经过单独通道供应到各个液体腔。其包括的问题在于当在单独通道中产生故障时，液体不再能够供应到相应的液体腔。

在图7D所示的情况下，相反地，液体从多个方向供应给每个液体腔13a从而在液体腔13a周围流动。另外，液体腔13a自身可以作为一个过滤器充分起作用以在液体腔13a中保持压力。因此，由于进入液体腔13a的开口部分的液体和进入位于上述的液体腔13a相对一侧的液体腔13a开口部分中的液体在穿过宽度为Wx的第一共用通道23a之后进入各自的开口部分，液体以基本相同的压力供应到位于直线L1和直线L2任意一个上的液体腔13a的开口部分。

(5)另外，具有依据本实施例的通道结构，液体的喷射/回填(refill)性能是一致的。如果这些性能是不一致的，在给定条件下进行喷射操作时，喷射的液滴的数量会发生变化从而导致喷射的不均匀，或者由于操作速度的差异而产生气泡(气泡的产生导致喷射量的大幅度降低)。

为了减少这种变化，有必要使通道结构对称或者以旋转时看起来也相同的方式形成通道结构。因此，如图7B所示的结构包含导致性能变化的因素，因为在各个液体腔之间从共用通道到液体腔的长度是不同的。在此实施例中，相反地，液体可以在基本相同的条件下供应给任何一个液体腔13a。单个液体喷射部分的喷射/回填性能可以这样得到统一。

(6)在分别制备的喷嘴板连接到(boned onto)加热器元件和液体腔上的情况下，所述加热器元件和液体腔配置在半导体基底上，喷嘴板的厚度(大约10到30μm)相对于喷射头片的厚度(厚度：大约600到650μm)较小，且在室温下张力被施加到喷嘴板上。

在此实施例中当热应力被施加或者力从外部被施加时，喷嘴板的张力发生改变，从而导致变形。然而在此实施例中，即使当张力施加时，对张力的变化最敏感的每个喷嘴18被液体腔13a大致凹陷的部分包围。因此，这样由于张力引起的变形不会轻易发生，且在大的温度范围内保证高水平的稳定性是可能的。

(7)另外，当液体的粘性或者表面张力较低时，在喷射或随后的回填操作时的冲击波在传播过程中，在相邻部分会发生液面振动或液压改变，因此需要一段时间来使弯曲液面达到稳定。一种防止发生此现象的方法是增加在每个液体腔和共用通道之间连接的单独通道的长度，从而通过通道之间的阻力来减弱冲击波或者在回填操作中容易发生的振动。然而，当单独通道的长度增加时，在产生气泡的情况下会导致喷射故障。在这种状态下如果重复进行喷射操作，可能会导致加热器元件的烧毁。

因此，通常的办法是使单独通道变短，将一个用来除去灰尘/污垢的圆柱(过滤器)配置在单独通道的前面，并且利用由于过滤效应的削弱作用减轻了振动或干扰。

在另一方面，在此实施例中，每一个面对共用通道23的分立且独立的液体腔13a自身可以充当过滤器。在此，当依据相关技术的过滤器以传统方式提供时，可以获得双过滤器效应(参见图11中的过滤器30)。应该指出的是，通过适当选择液体腔13a的间隙Wx和长度L的值(参看图3等)，液体腔13a的过滤特性可以在干扰或波动方面最优化。

特别是，当液体腔13a以如图5所示的对称结构形成时，通过提供直通道(具有宽度Wx的通道)来吸收来自每个液体腔13a入口处的冲击波可以减弱冲击波的影响。

(8)从共用通道到每个单独通道的通道长度，以及存在于它们之间的通道阻力会影响喷射压力(喷射速度)。在此实施例中，在经过基本相同的距离(具有同样的通道阻力)被分配给各个液体腔13a之前，流过液体腔13a两侧区域的液体流在居中位于直线L1上的液体腔13a和位于直线L2上的液体腔13a之间的第二共用通道23b中汇合。因此，即使在喷射操作连续进行时，液体从各自相互相对的喷射部位喷出的喷射压力(即，喷射速度)也能基本上保持相同。

由于以上所述的特征，依据本实施例的通道结构提供以下效果。

(1)首先，气泡问题的发生被抑制，并且可以实现气泡问题的自我恢复。另外，由于液体是从三条侧面向每个液体腔13a的开口部分供应的，所以总会实现最好的效果。

(2)液滴的喷射速度可以是恒定的(喷射性能可以是一致的)。

(3)由于位于同一条直线(直线L1或直线L2)上的液体喷射部分之间可以确保较大的距离，因此液体腔13a的壁厚可以较大。因而，减小由热膨胀引起的特性变化或者施加给行式喷射头10的机械应力是可能的。

(4)可以减少由于喷射撞击引起的液体喷射部分之间的彼此干扰(过滤效应可以是一致的并且是较大的)。

(5)由于液体腔13a的外围被液体包围，且更大比例的热生成依赖于导热性高于栅隔层13的导热性的液体，因此热辐射特性可以获得提高。

(6)因为喷嘴板17的张力分布变得恒定，所以降低喷嘴18之间的性能波动是可能的。

(7)由于液体从三个方向朝向液体腔13a供应，所以由此生成的结构变得对灰尘或污垢具有阻力。

(8)在具有相同DIP或相同数目的喷嘴的情况下，与在喷射头片19的中心部位形成通孔的结构相比，喷射头片19的表面积可以为更小。

随后，将介绍依据本实施例的喷射方向的偏转装置。

在此实施例中，如图3或其它附图所示，被分成两部分的加热器元件12并排设置在一个液体腔13a中。分成两半的加热器元件12的设置方向与喷嘴18的设置方向一致。应该指出的是，尽管喷嘴18的位置在图3或其它附图中没有示出，每个喷嘴18以这种方式设置在每个加热器元件12上，即当在一个液体腔13a之内的分成两半的加热器元件12被视为一个加热器元件12时，喷嘴18的中心轴线与加热器元件12的中心轴线重合。

在以这种方式将单个的加热器元件12纵向分为两部分来获得对开型元件的情况下，每个对开的加热器元件12长度不变但是宽度减半。加热器元件12的阻力因此变成两倍。当这些对开的加热器元件12串联时，其等同于具有两倍阻力的串联的加热器元件12，最后得到的阻力变为4倍大小(此为没有考虑在并排配置的各个加热器元件12之间的距离的计算值)。

在此，为了使液体腔13a中的液体沸腾，必须对加热器元件12使用给定的电源来对加热加热器元件12。在沸腾时通过能量喷射液体是必需的。当阻力很小时，需要使大电流流过。然而，通过增加加热器元件12的阻力，较小的电流通过时液体就可以沸腾。

因此，引起电流流动的晶体管的尺寸也可以减小，从而使节约空间成为可能。在这点上，尽管通过减小加热器元件12的厚度能增加电阻，但从被选择用于加热器元件12的材料和强度(耐久性)的角度看，在加热器元件12厚度减小的上存在某种限制。因此，在没有减少加热器元件12的厚度的情况下，加热器元件12被分为两部分以获得电阻的增加。

另外，当对开的加热器元件12设置在每个液体腔13a中时，用于各个加热器元件12达到沸腾液体所需温度的时间期限(气泡产生时间)一般设为相同。这是因为当在两个加热器元件12之间的气泡产生的时间存在不同时，那么液体的喷射角度将变得不垂直。

图8是示出了液体喷射方向的图解。在图8中，当液体i相对于用于液体i的目标喷射表面(记录介质R的表面)垂直而喷射时，液体i如图8中虚线箭头所示的进行直线喷射。相反，当液体i的喷射角度从垂直方向(如在图8中的Z1或Z2方向)偏转θ角时，液体i的撞击位置偏移如下：

δL＝H×tanθ

此处，距离H代表在喷嘴18的末端和记录介质R的表面之间的距离，即，液体喷射部分的液体喷射表面和液体撞击表面之间的距离(今后同样适用该定义)。在通常的喷墨打印机中，距离H在1到2mm数量级。因此，假设距离H保持恒定，为H＝约2mm。

距离H必须基本保持恒定的原因是：如果距离H发生变化，液体i的撞击位置也会发生变化。即，当液体i从喷嘴18相对于记录介质R的表面垂直喷射时，距离H的轻微的变化不会引起液体i的撞击位置的改变。相反，当液体i的喷射方向如上所述有所偏转时，液体i的撞击位置根据距离H的变化而变化。

图9A和9B是表示计算机模拟的结果的曲线图，其每一个表示了在对开的加热器元件12之间液体中产生气泡的时间差和液体喷射角度之间的关系。在这些图中，X方向代表喷嘴18的排列方向(加热器元件12并排排列的方向)，Y方向代表垂直于X方向的方向(记录介质的送进方向)。另外，图9C表示在两个加热器元件12之间的液体中气泡产生的时间差的实际测量数据，对开的加热器元件12之间的电流量差的1/2沿着水平轴方向设定作为偏转电流，液体撞击位置的偏移量(在从液体喷射表面到记录介质上液体撞击位置的距离被设为大约2mm的情况下测得)沿着纵轴方向设定。在图9C中，加热器元件12的主电流被设为80mA，以上所述的偏转电流被叠加到加热器元件12的一侧，并在液体喷射时偏转其喷射方向。

当在喷嘴18的排列方向上被分为两部分的加热器元件12之间存在气泡产生时间差时，如图9所示，液体的喷射角度不再垂直，并且当气泡产生的时间差增加时，在喷嘴18的排列方向上的喷射角θx(其为从垂直方向的偏转量并且对应于图8中的θ)变大。

考虑到这一点，通过利用这种特性，通过配置被分为两部分的加热器元件12，以及通过提供供应给一个加热器元件12和另一个加热器元件12的电流之间的差，执行控制以产生由两个加热器元件12之间的电流量差引起的气泡产生时间差，因此将从喷嘴18喷出的液体的喷射方向偏转到在液体喷射部分(喷嘴18)的排列方向上的多个方向(喷射方向偏转装置)。

另外，当例如因为制造误差或类似原因对开加热器元件12的电阻不同时，在两个加热器元件12之间会发生气泡产生时间差，结果是液体喷射方向不再垂直并且液体的撞击位置从原始预期位置偏离。然而，当可以通过改变流经对开加热器元件12的电流量控制在每个加热器元件上的气泡产生时间，从而使两个加热器元件12在同一时间产生气泡时，液体喷射方向可以为垂直上。

例如，在行式喷射头10中，相对于原始喷射方向，通过偏转来自特定一个或两个或更多作为一个整体的喷射头片19的液体的喷射方向，可以调整来自那些由于制造误差或类似原因没有垂直于记录介质的撞击表面喷射液体的喷射头片19的喷射方向，从而使得垂直喷射液体成为可能。

另外，另一个可以想到的方法包括偏转来自每个喷射头片19上仅仅特定的一个或两个或更多液体喷射部分的液体喷射方向。例如，当在一个喷射头片19中，来自特定液体喷射部分的液体喷射方向与来自其它液体喷射部分的液体喷射方向不平行时，仅仅来自那个特定液体喷射部分的液体喷射方向被偏转，从而可以调整喷射方向以使其与来自其它液体喷射部分的液体喷射方向平行。

另外，液体喷射方向可以如下进行偏转。

例如，在液体从液体喷射部分“N”和从与其相邻的液体喷射部分“N+1”中喷出的情况下，当从液体喷射部分“N”和液体喷射部分“N+1”处喷射而没有被偏转时液体的撞击位置被分别作为撞击位置“n”和撞击位置“n+1”。在这种情况下，液体可从液体喷射部分“N”不经过偏转喷出以撞击在撞击位置“n”处，或者液体可以通过偏转液体的喷射方向撞击在撞击位置“n+1”处。

同样地，液体可从液体喷射部分“N+1”不经过偏转喷出以撞击在撞击位置“n+1”处，或者液体可以通过偏转液体的喷射方向撞击在撞击位置“n”处。

关于这点，例如当因为堵塞或类似问题发生在液体喷射部分“N+1”中以使得难以从液体喷射部分“N+1”喷射液体时，通常不可能在撞击位置“n+1”处撞击液体。这样，发生圆点碎片(dot chipping)并且喷射头片19变得偏斜。

然而，在这种情况下，液体从另一个液体喷射部分喷出时，如从与液体喷射部分“N+1”相邻的位于同一侧的液体喷射部分“N”或从与液体喷射部分“N+1”相邻的位于另一侧的液体喷射部分“N+2”处喷出，从而使得在撞击位置“n+1”处撞击液体也是可能的。

接着，将介绍喷射方向偏转装置的具体结构。依据本实施例的喷射方向偏转装置包括电流镜像电路(今后称为CM电路)。

图10是示出了依据本实施例的包括喷射方向偏转装置的电路的图解。首先，将介绍在此电路中使用的元件和它们的连接关系。

在图10中，代表了上述的对开加热器元件12的电阻的电阻Rh-A和Rh-B串联。电源Vh是用于对电阻Rh-A和Rh-B中的每一个提供电压的电源。

如图10所示的电路包括晶体管M1到M21。晶体管M4、M6、M9、M11、M14、M16、M19和M21是PMOS晶体管，而其它晶体管是NMOS晶体管。在如图10所示的电路中，晶体管M2、M3、M4、M5和M6形成了一个CM电路，并且总共配置有4条CM电路。

在此电路中，晶体管M6的门极(gate)和漏极以及晶体管M4的门极相互连接。另外，晶体管M4和M3的漏极互相连接，且晶体管M6和M5的漏极也互相连接。类似方式应用于其它CM电路。

另外，晶体管M4、M9、M14和M19的漏极和晶体管M3、M8、M13和M18的漏极，其每一个都构成所述CM电路的一部分，都连接到电阻Rh-A和Rh-B之间的节点处。

另外，晶体管M2、M7、M12和M17的每一个都作为每个CM电路的恒电流源。其漏极分别和晶体管M3、M8、M13和M18的源极相连接。

此外，晶体管M1的漏极与电阻Rh-B串联。当喷射执行输入开关A变为1(开)时晶体管M1被打开，因此使得电流流过电阻Rh-A和Rh-B中的每一个。

另外，各个AND门X1到X9的输出端与晶体管M1、M3、M5等的门极分别相连。应该指出的是AND门X1到X7是双输入类型，而AND门X8和X9是三输入类型。AND门X1到X9的输入端中的至少一个与喷射执行输入开关A连接。

另外，每个XNOR门X10、X12、X14和X16的一个输入端与偏转方向选择开关C连接，其它输入端与偏转控制开关J1到J3或喷射角度调整开关S连接。

偏转方向选择开关C是用来选择对液体喷射方向的哪一侧相对于喷嘴18的排列方向进行偏转的开关。当偏转方向选择开关C变为1(开)时，XNOR门X10的一个输入变为1。

另外，偏转控制开关J1到J3都是用来确定偏转量的开关，通过这些偏转控制开关墨滴的喷射方向被偏转。例如当输入端J3变为1(开)时，XNOR门X10的一个输入变为1。

另外，XNOR门X10到X16的每个输出端与AND门X2、X4等的一个输入端相连，并通过NOT门X11、X13等与AND门X3、X5等的一个输入端相连。另外，每个AND门X8和X9的一个输入端与喷射方向调整开关K相连。

另外，偏转振幅控制端B是用来确定一个偏转步骤中的振幅的终端。偏转振幅控制端B确定晶体管M2、M7等(其每一个都作为每个CM电路的恒电流源)的电流值，并与晶体管M2、M7等的每个门极相连。偏转振幅如下被设为0。即，当此终端电压设为0V时，每个电流源的电流变为0。这样，没有偏转电流流动，因此振幅为0。当此电压逐渐增加时，电流值也逐渐增加，这样就使得大量的偏转电流流动从而偏转振幅增加。即，可以在施加到该终端的电压的基础上恰当控制偏转振幅。

另外，晶体管M1的源极与电阻Rh-B连接，均作为每个CM电路的恒电流源的晶体管M2、M7等的源极都是接地的(GND)。

在以上所述的结构中，用于每个晶体管M1到M21的通过括号表示的数字“xN(N＝1，2，4，或50)”代表了元件的平行排列状态。例如，“x1”(晶体管M12到M21)表示晶体管具有标准元件，“x2”(晶体管M7到M11)表示晶体管具有与并联的两个标准元件等同的元件。如此，“xN”表示晶体管具有等同于N个并联的标准元件的元件。

因此，由于晶体管M2、M7、M12和M17分别是“x4”、“x2”、“x1”和“x1”，当合适的电压施加在这些晶体管的每个门极和地面之间时，这些晶体管中的漏极电流的比值是4∶2∶1∶1。

接着，将介绍电路的运转。首先，说明仅集中在包括晶体管M3、M4、M5和M6的CM电路。

只有当液体将要喷射时，喷射执行输入开关A变为1(开)。

例如，当A＝1，B＝2.5V(外加电压)，C＝1且J3＝1时，XNOR门X10的输出变为1。这样，输出1和A＝1被输入到AND门X2，因此AND门X2的输出变为1。晶体管M3被打开。

另外，当XNOR门X10的输出为1时，NOT门X11的输出为0，从而输出0和A＝1被输入到AND门X3。如此AND门X3的输出成为0，且晶体管M5被关闭。

相应地，晶体管M3和M4的漏极互相连接，且晶体管M6和M5的漏极互相连接。这样，如上所述，当晶体管M3打开而晶体管M5关闭时，尽管电流从晶体管M4流向晶体管M3，但是也没有电流从晶体管M6流动至晶体管M5。另外，由于CM电路的特性，当电流没有在晶体管M6中流动时，电流也不会在晶体管M4中流动。另外，在如上所述的情况下，由于2.5V电压施加于晶体管M2的门极，相应的电流只在晶体管M3、M4、M5和M6中从晶体管M3流向晶体管M2。

在这种状态下，由于晶体管M5的门极被关闭，电流不会在晶体管M6中流动，电流也不会在作为M6镜像电路的晶体管M4中流动。尽管通常相同数量的电流Ih应该在电阻Rh-A和Rh-B中流动，但是在晶体管M3的门极被打开的状态下，由于由晶体管M2确定的电流经过晶体管M3从电阻Rh-A和Rh-B之间的节点处流出，因此由晶体管M2确定的电流值仅仅对于流过电阻Rh-A一侧的电流叠加。

因此，I_Rh-A＞I_Rh-B。

当以上所述指向C＝1的情况时，接下来，C＝0的情况，即，仅仅偏转方向选择开关C的输入被改变(如上所述其它开关A、B和J3的输入是1)的情况将在以下介绍。

当C＝0且J3＝1时，XNOR门X10的输出变为0。由于对AND门X2的输入改变(0，1(A＝1))，因此其输出变为0。晶体管M3被关闭。

另外，当XNOR门X10的输出变为0时，NOT门X11的输出变为1，从而对AND门X3的输入改变(1，1(A＝1))，晶体管M5被打开。

当晶体管M5打开时，电流在晶体管M6中流动，且由于这一点以及CM电路的特性，电流也在晶体管M4中流动。

这样，电流从电源Vh流向每个电阻Rh-A、晶体管M4和晶体管M6。所有流过电阻Rh-A的电流都流向电阻Rh-B(因为晶体管M3是关闭的，任何流出晶体管Rh-A的电流不会分流进入晶体管M3一侧)。另外，由于晶体管M3是关闭的，所有在晶体管M4中流动的电流都流入电阻Rh-B一侧。另外，在晶体管M6中流动的电流流入晶体管M5。

如上所述，当C＝1时，在电阻Rh-A中流动的电流流出同时分流到电阻Rh-B一侧以及晶体管M3一侧；另一方面，当C＝0时，除了在电阻Rh-A中流动的电流外，在晶体管M4中流动的电流也流向晶体管Rh-B。结果，分别流向电阻Rh-A和Rh-B的电流存在以下关系：Rh-A＜Rh-B。另外，在当C＝1和C＝0时所述比值变为对称。

这样，通过使分别流向电阻Rh-A和电阻Rh-B的电流量互不相同，在每个对开加热器元件12上产生气泡的时间之间可以不同。液体的喷射方向如此可被偏转。

另外，在C＝1和C＝0之间，液体的偏转方向可以转换到相对于喷嘴18的排列方向对称的位置。

当以上所述指向只有偏转控制开关J3被打开/关闭的情况时，当偏转控制开关J2和J1进一步被打开/关闭时，那么供给到电阻Rh-A和电阻Rh-B的电流量可被更精确地设定。

即，当供给到每个晶体管M4和M6的电流可通过偏转控制开关J3进行控制时，供给到每个晶体管M9和M11的电流可以通过偏转控制开关J2进行控制。另外，供给到每个晶体管M14和M16的电流可以通过偏转开关J1进行控制。

另外，如上所述，漏极电流以晶体管M4和晶体管M6∶晶体管M9和晶体管M11∶晶体管M14和晶体管M16＝4∶2∶1的比例被施加到每个晶体管上。这样，通过使用三个二进制偏转控制开关J1到J3，液体的喷射方向可以在八个等级(steps)(J1，J2，J3)＝(0，0，0)，(0，0，1)，(0，1，0)，(0，1，1)，(1，0，0)，(1，0，1)，(1，1，0)和(1，1，1)中改变。

另外，由于通过改变施加到地面和晶体管M2、M7、M12和M17的门极之间的电压可以改变电流量，那么在每个晶体管中流动的漏极电流之间的比例保持在4∶2∶1时，每一等级的偏转量可以改变。

另外，如上所述，利用偏转方向选择开关C，偏转方向可以在相对于喷嘴18的排列方向的两个对称位置之间转换。

在行式喷射头10中，当多个喷射头片19在记录介质的宽度方向上设置时，如图2所述，喷射头片19以所谓的交错队列设置，从而相邻的喷射头片19彼此相对(每个喷射头片19被设置在相对于相邻的喷射头片19旋转180度的位置)。在这种情况下，当从偏转控制开关J1到J3向两个相邻的喷射头片19提供一个共同信号时，在两个相邻的喷射头片19之间的偏转方向变得相反。考虑到这一点，根据本实施例，配置偏转方向选择器开关C从而作为一个整体的每个喷射头片19的偏转方向可被对称转换。

因此，在多个喷射头片19以所谓交错队列形式排列从而形成行式喷射头的情况下，在喷射头片19中，当位于偶数位置的喷射头片19(N，N+2，N+4，等)被设置为C＝0，且位于奇数位置的喷射头19片(N+1，N+3，N+5，等)被设置为C＝1时，行式喷射头10中的每个喷射头片19的偏转方向可以是恒定的。

另外，喷射角调整开关S和K与偏转控制开关J1到J3的相似之处在于这些开关都可以实现偏转液体喷射方向的目的，同时喷射角调整开关S和K还是用于调整液体喷射角的开关。

首先，喷射角调整开关K是一个用来确定是否进行调整的开关。设置喷射角调整开关K，使得当K＝1时进行调整，当K＝0时不进行调整。

另外，喷射角调整开关S是用来确定相对于喷嘴18的排列方向进行哪个方向的调整的开关。

例如，当K＝0(不进行调整)时，AND门X8和X9的三个输入中，一个输入为0，从而AND门X8和X9的输出都为0。这样，晶体管X18和X20被关闭，从而晶体管M19和M21也被关闭。因此，流向每个电阻Rh-A和Rh-B的电流没有变化。

相反，例如，当K＝1、S＝0且C＝0时，XNOR门X16的输出变为1。这样，(1，1，1)被输入到AND门X8，从而其输出变为1且晶体管M18被打开。另外，由于AND门X9的一个输入通过NOT门X17被设为0，则AND门X9的输出变为0，晶体管M20被关闭。相应地，由于晶体管M20被关闭，所以电流不会在晶体管M21中流动。

另外，由于CM电路的特性，电流也不在晶体管M19中流动。然而，由于晶体管M18是打开的，电流从电阻Rh-A和电阻Rh-B之间的节点流出，从而电流流入晶体管M18。因此，在电阻Rh-B中流动的电流量可以小于在电阻Rh-A中流动的电流量。结果，当对液体的喷射方向进行调整时，可相对于喷嘴18的排列方向以预定的值调整液体的撞击位置。

当在上述的实施例中，调整通过由喷射角调整开关S和K形成的二进制控制信号来进行时，可以通过增加开关数量来实现更加精确的调整。

当液体的喷射方向通过使用单个开关J1到J3，S和K来进行偏转时，电流(偏转电流Idef)可被表示如下：

Idef＝J3×4×Is+J2×2×Is+J1×Is+S×K×Is＝(4×J3+2×J2+J1+S×K)×Is。

在表达式1中，J1、J2和J3可以取+1或-1，S取+1或-1，而K取+1或0。

就像可从表达式1中可知的，通过设置J1、J2和J3的各自的值，可以在八个等级中设置偏转电流，并且可以独立于J1到J3的设置在S和K的基础上进行调整。

另外，由于偏转电流可以在四个等级中设置为正值，以及在四个等级中设置为负值，因此可以相对于喷嘴18的排列方向在两个方向上设置液体的偏转方向。例如，在图8中，相对于垂直方向，喷射方向可以向左偏转θ角(图8中的Z1方向)，或者向右偏转θ角(图8中的Z2方向)。另外，θ值，即，偏转量是可以任意设置的。

示例

接着，将介绍本发明的一个示例。

图11示出了根据本实施例的半导体处理过程的掩模图的一部分。在图11所示的例子中，配置有如图5所示的对称结构的液体腔13a，并且恒定的间距2P配置有方形杆状的过滤器30，使其与图11中下侧的液体腔13a相对。应该指出的是在图11中，上侧(过滤器30一侧)代表液体供应侧，下侧代表栅隔层13一侧。在图11所示的掩模图中，加热器元件12的位置也由虚线表示。加热器元件12的间距P为42.3(μm)。即，加热器元件12具有600DPI的分辨率。另外，在图11中，在垂直方向上加热器元件12之间中心到中心的距离(与图3和图4中的间隔δ相应)也与间距P相等，为42.3(μm)。

另外，在图12是曲线图，其示出在每个颜色由16个喷射头片19形成的行式喷射头10中三个连续的喷射头片19(在本例中，为第六喷射头片、第七喷射头片和第八喷射头片)中的每一个相对于十八个喷嘴18(液体喷射部分)所获得的喷射速度测量结果。

根据此结果，平均速度为8.64(m/s)，标准偏差为0.21(m/s)，表示了在喷射速度中偏差很小。这证明了依据本实施例的喷射稳定性。

另外，对于气泡产生速率，进行了以下实验。

在喷嘴18的间距为P的排列之间进行了比较，从喷射头片19的端部到喷嘴18所在排列位置之间的平均距离是相同的，而只有液体腔13a的结构是不同的。

在这种情况下，依据相关技术的每次喷射时气泡的产生速率在大约1到1.5×10^-5数量级。

相反，在本实施例中，在多个观察期间(环境温度：25℃)气泡产生为0。依据本实施例的喷射稳定性因此也通过测量气泡产生速率得到证实。另外，在A4尺寸介质上的实际记录中没有观察到由于产生气泡而导致的图像质量下降。因此证实了在气泡产生速率上的极大改善。

本领域技术人员应当理解，根据设计需要和其它因素，在所附的权利要求或者其等效范围内可进行各种变形、组合、子组合和更改。

相关申请的交叉参考

本申请包含与在2006年2月2日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-025496相关的主题，在此将该申请的全文引入作为参考。

Claims (6)

1.一种液体喷射头，其包括多个排列在基底的平面区域内的液体喷射部分，每个液体喷射部分包括：

容纳待喷射液体的液体腔；

设置在液体腔内的加热器元件，当加热时加热器元件在液体腔内的液体中产生气泡；和

相应于由加热器元件产生的气泡，用于喷射液体腔中的液体的喷嘴，

其中：

在多个加热器元件中，当从一端数起时位于第M个位置的加热器元件的中心设置在沿着加热器元件的排列方向延伸的直线L1上或在其附近，其中，M是奇数或偶数，且当从该一端数起时位于第N个位置的加热器元件的中心设置在直线L2上或在其附近，其中，当M是奇数时N是偶数，当M是偶数时N是奇数，直线L2与直线L1平行并与直线L1以间隔δ隔开，其中，δ为大于0的实数，

液体腔在平面视图中以大致凹陷的结构形成，以包围加热器元件的三个侧面，

多个加热器元件以恒定的间距P在直线L1和直线L2的方向上排列，

包围设置在直线L1上或其附近的加热器元件的液体腔和包围设置在直线L2上或其附近的加热器元件的液体腔被设置为它们的开口部分彼此方向相反，

在排列在直线L1上或其附近并彼此以距离2P间隔开的液体腔之间，和排列在直线L2上或其附近并彼此以距离2P间隔开的液体腔之间，相对于液体腔的排列方向在至少其中之一处形成有间隙Wx，其中，Wx是大于0的实数，

在排列在直线L1上或其附近的液体腔和排列在直线L2上或其附近的液体腔之间，相对于垂直于液体腔排列方向的方向上形成了间隙Wy，其中，Wy是大于0的实数，其中Wy＞Wx，和

通过间隙Wx和间隙Wy分别形成了宽度等于间隙Wx的液体通道和宽度等于间隙Wy的液体通道，其中：

宽度等于间隙Wy的液体通道是在直线L1和直线L2之间形成为Z字形结构的通道。

2.如权利要求1所述的液体喷射头，其中：

下述壁部具有向通道一侧突出的V形结构，其中，所述壁中没有形成宽度等于间隙Wx的液体通道，并且，所述壁构成了在直线L1和直线L2之一上及其附近形成的液体腔之间形成的宽度等于间隙Wy的液体通道的壁表面。

3.如权利要求1所述的液体喷射头，其中，还包括喷射方向偏转装置，其用来将从每个液体喷射部分的喷嘴中喷出的液体的喷射方向偏转至相对于所述液体喷射部分排列方向的多个方向，

其中：

多个加热器元件在液体喷射部分的排列方向上并排设置在每一个液体腔中，

喷射方向偏转装置在供给到每一个液体腔中的多个加热器元件中的至少一个和至少另一个的电流量之间设置一个差值，并在此差值的基础上控制从喷嘴喷出的液体的喷射方向。

4.一种包括液体喷射头的液体喷射装置，该液体喷射头具有多个排列在基底平面区域中的液体喷射部分，每个所述液体喷射部分包括：

容纳待喷射液体的液体腔，

设置在液体腔内的加热器元件，当加热时加热器元件在液体腔内的液体中产生气泡；和

相应于由加热器元件产生的气泡，用于喷射液体腔中的液体的喷嘴，

其中

在多个加热器元件中，当从一端数起时位于第M个位置的加热器元件的中心设置在沿着加热器元件的排列方向延伸的直线L1上或在其附近，其中，M是奇数或偶数，且当从该一端数起时位于第N个位置的加热器元件的中心设置在直线L2上或在其附近，其中，当M是奇数时N是偶数，当M是偶数时N是奇数，直线L2与直线L1平行并与直线L1以间隔δ隔开，其中，δ为大于0的实数，

液体腔在平面视图中以大致凹陷的结构形成，以包围加热器元件的三个侧面，

多个加热器元件以恒定的间距P在直线L1和直线L2的方向上排列，

包围设置在直线L1上或其附近的加热器元件的液体腔和包围设置在直线L2上或其附近的加热器元件的液体腔被设置为它们的开口部分彼此方向相反，

在排列在直线L1上或其附近并彼此以距离2P间隔开的液体腔之间，和排列在直线L2上或其附近并彼此以距离2P间隔开的液体腔之间，相对于液体腔的排列方向在至少其中之一处形成间隙Wx，其中，Wx是大于0的实数，

排列在直线L1上或其附近的液体腔和排列在直线L2上或其附近的液体腔之间，在垂直于液体腔排列方向的方向上，形成了间隙Wy，其中，Wy是大于0的实数，其中Wy＞Wx，和

通过间隙Wx和间隙Wy分别形成了宽度等于间隙Wx的液体通道和宽度等于间隙Wy的液体通道，其中：

宽度等于间隙Wy的液体通道是在直线L1和直线L2之间以Z字形结构形成的通道。

5.如权利要求4所述的液体喷射装置，其中：

下述壁部具有V形结构并向通道一侧突出，其中，所述壁中没有形成宽度等于间隙Wx的液体通道，并且，所述壁构成了在直线L1和直线L2之一上及其附近形成的液体腔之间形成的宽度等于间隙Wy的液体通道的壁表面。

6.如权利要求4所述的液体喷射装置，其中，还包括喷射方向偏转装置，其用来将从每个液体喷射部分的喷嘴中喷出的液体的喷射方向偏转至相对于液体喷射部分排列方向的多个方向，

其中：

多个加热器元件在液体喷射部分的排列方向上并排设置在每一个液体腔中，

喷射方向偏转装置在供给到每一个液体腔中的多个加热器元件中的至少一个和至少另一个的电流量之间设置一个差值，并在此差值的基础上控制从喷嘴喷出的液体的喷射方向。

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