CN1079737C - 液体排出方法和液体喷出设备 - Google Patents

Abstract

一种用于液体喷头的液体排出方法，该喷头设有：第一和第二排出口；第一和第二液体流路；第一和第二能量产生装置；在第一液滴以第一排出速度v₁从排出口排出之前，第二液滴以小于第一排出速度的第二排出速度v₂从第二排出口排出，在各液滴撞击在一个物体上之前，使第一液滴和第二液滴相互碰撞以加以混合。这样，即使排出速度可能波动，也能获得高质量的精确图像。

Description

液体排出方法和液体喷出设备

本发明涉及利用能量产生装置来排出液体的液体排出方法和液体喷出设备。更具体地说，本发明涉及在使热能作用在液体上而产生的泡沫的作用下，排出希望液体的液体排出方法和液体喷出设备。

常规上已知一种油墨喷出记录方法，即所谓的泡沫喷出记录方法，该方法按这样方式执行成像，即响应记录信号以脉冲形式对油墨供给能量，例如热，以便使油墨产生状态改变，随后使其体积突然变化，并且由基于这个状态改变的作用力而使该油墨从排出口排出，因此粘附于用于成像的记录介质上。如日本专利出版物No.61-59911，日本专利出版物No.61-59914，以及美国专利No.4,723,129等的说明书所公开，使用这种泡沫喷出记录方法的记录设备一般设有用于排出油墨的排出口；与排出口导通连接的油墨流路；以及安排在油墨流路中用作排出油墨的能量产生装置的热产生装置(电热转换装置)。

应用这种记录方法，能以少量噪声高速高质量地记录图像。同时，能高密度地安排头的排出口，以执行这种记录方法。因此，在若干优点之中，这种方法较容易获得高分辨率图像，并且较容易利用小型设备获得所记录的彩色图像。结果，近些年泡沫喷出记录方法已广泛地用于印刷机，复制机，传真设备，或其它办公设备。此外，这种方法甚至开始为织物印花系统或其它工业用系统所采用。

然而，对于该油墨喷出记录方法，每个像素部分所排出的油墨液滴的体积一般几乎恒定。因此，为了执行分级记录，需要一种特殊装置。在这方面，例如在日本专利延迟公开申请No.8-230215中公开了一种油墨喷出记录头，其排出油墨液体和稀释物的混合物，以在印刷介质上印刷，因此使分级记录成为可能。

然而，就日本专利延迟公开申请No.8-23015所公开的油墨喷出记录头来说，作为前提叙述当油墨液滴从各排出口排出时，排出速度不变。在这个延迟公开申请中，根本没有公开实现油墨喷出记录头所排出的油墨液滴之间碰撞的确切方法，当实际应用时其排出速度趋于波动。并且，为了具体实现分级记录，在一种情况下应该使两种油墨液滴相互碰撞，而在另一种情况下则不然。如果油墨液滴的撞击位置在这两种不同情况下在记录介质上偏移相当大，就根本不可能获得任何高质量图像。尽管如此，在上述延迟公开申请中对这方面并没有作技术公开。

现在，至此就执行分级记录讨论了常规上由该油墨喷出记录方法所遇到的问题。然而，这个操作，即使两个液滴排出并在撞击在印刷介质或其它物体上之前混合，不一定限于上述分级记录。

例如，假定由反应A+B→C产生的物质C在粘附到物体上时变为C’，则可能有一种情况，其中这样产生的物质C本身是一种在形成图形时不稳定的材料，图形是由粘附到物体上的C’所选择性地形成。在这样情况下，包含A的第一液滴和包含B的液滴从不同的排出口分别地排出，并且在其飞行到物体期间使它们相互碰撞，以便A和B本身起反应以产生C。于是，紧接此之后，使包含C的液滴撞击在物体上并变为C’。优选地对由C’所形成的图形从位置精确性或其它要求的观点来采用一种结构。然而，在这种情况下，仍有以上所讨论的应该解决的问题。

本发明的一个目的是提供一种使液滴能够在实际容许范围之内接触或碰撞的液体排出方法，并且当液滴从不同的排出口分别排出，且应该在撞击在物体上之前相互接触或碰撞，以便它们本身相作用时，即使排出速度不稳定，也以较小偏差提供撞击位置。本发明的又一个目的是提供一种应用这个液体排出方法的液体喷出设备。

为了实现这些目的，本发明的液体排出方法是一个为一种液体喷头所设计的方法，该液体喷头设有：第一排出口；与各第一排出口导通连接的第一液体流路；产生能量以使液滴从第一排出口排出的第一能量产生装置；第二排出口；与各第二排出口导通连接的第二液体流路；以及产生能量以使液滴从第二排出口排出的第二能量产生装置。于是，在第一液滴以第一排出速度v₁从排出口排出之前，第二液滴以小于第一排出速度的第二排出速度v₂从第二排出口排出，并且在各液滴撞击在一个物体上之前，使第一液滴和第二液滴相互碰撞以加以混合。

并且，本发明的液体喷出设备设有：第一排出口；与各第一排出口导通连接的第一液体流路；产生能量以使液滴从第一排出口排出的第一能量产生装置；第二排出口；与各第二排出口导通连接的第二液体流路；以及产生能量以使液滴从第二排出口排出的第二能量产生装置，并且还有驱动第一能量产生装置和第二能量产生装置的驱动电路。于是，在第一液滴以第一排出速度从排出口排出之前，第二液滴以小于第一排出速度的第二排出速度从第二排出口排出，并且在各液滴撞击在一个物体上之前，使第一液滴和第二液滴相互碰撞以加以混合。

因为第一液滴的排出速度设定得比第二液滴的排出速度大，所以应用上述液体排出方法和液体喷出设备，有可能提供一种液体排出方法和一种液体喷出设备，从而解决以上讨论的问题。

应用上述液体排出方法和各个液体喷出设备，能解决以上讨论的问题，但是优选地满足一个或多个以下将在后文作详细讨论的条件，换句话说，当控制第一液滴和第二液滴之间的排出时差δT时，优选地满足以下给定条件： $\max (0,\frac{-L_1(v_1{\cos \mathrm{\θ}}_1-v_2{\cos \mathrm{\θ}}_2)+(r_1+r_2)\sqrt{v_1^2+v_2^2-{2v}_1{v}_2\cos ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}}{v_1{v}_2\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)})$ $\≤\mathrm{\δT}\≤\frac{{-L}_1(v_1{\cos \mathrm{\θ}}_1-v_2\cos {\mathrm{\θ}}_2)-(r_1+r_2)\sqrt{v_1^2+v_2^2-{2v}_1{v}_2\cos ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}}{v_1{v}_2\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}$

其中L₁是第一排出口的中心和第二排出口的中心之间的距离；r₁和r₂分别是第一和第二排出口所排出的油墨液滴的半径；θ₁和θ₂是由第一和第二排出口的各中心轴与排出口表面的垂线所形成的角度(0°≤θ₁＜θ₂＜90°)。

安排控制第一和第二滴落的中心轴，以在液体喷头和物体之间的一个点相交，并且同时，按照第一排出速度和第二排出速度控制这些中心，以在这个相交点一致。

并且，安排控制液滴混合之后在物体上的撞击位置，以使其安排在第一和第二液滴在物体上的个别撞击位置之间。

这里，混合液滴在物体上的撞击位置，第一液滴在物体上的个别撞击位置，以及第二液滴在物体上的个别撞击位置中的各个差，小于在物体上记录图像所输出和使用的像素密度的点距范围之内。优选地，它应该小于点距的1/2。更优选地，它应该小于其1/3。

并且，第一液滴的质量应该大于第二液滴的质量。

并且，第一排出速度v₁和第二排出速度v₂满足条件v₁/v₂＞1.10。

对于上述各发明，供给第一液体流路的液体和供给第二液体流路的液体一般相互不同。例如，它们是色料密度或其色料种类相互不同的油墨。

此外，对于上述各发明，液体喷头应该优选地设有多个第一排出口，以及多个分别与各第一排出口相对应的第二排出口，并且对于能量产生装置，优选地使用在液体中产生泡沫，并且用其作用力排出液滴的泡沫产生装置。对于泡沫产生装置，优选地使用热产生装置，以为产生泡沫而对液体供给热。于是，对于热产生装置，优选地使用电热转换装置。

图1A和图1B是说明按照本发明的一个实施例适用本液体排出方法的液体喷头的视图；图1A是表示在流路方向油墨喷头的侧端的断面图；图1B是从上表面所观察的透视断面图。

图2A是表示图1A和图1B所示液体喷头的孔表面的一个区域的正面图。

图2B是表示在一个单体基底上热产生装置的周围区域的平面图。

图3是表示产生供给热产生装置的驱动脉冲的电路一例的示意图。

图4是表示热产生装置的驱动定时的一例的定时图。

图5是说明按照本发明的液体排出方法的视图。

图6A，图6B，图6C和图6D是说明按照图5所示方法随时间经过两个液滴相混合的状态的视图。

图7是说明按照本发明的液体排出方法的视图。

图8是表示油墨液滴的相对距离和重叠时期之间关系的曲线图。

图9是表示油墨液滴的相对距离和重叠时期之间关系的曲线图。

图10是表示油墨液滴的相对距离和重叠时期之间关系的曲线图。

图11是表示油墨液滴的相对距离和重叠时期之间关系的曲线图。

图12是表示液体喷头的完整结构的垂直断面图。

图13A，图13B，图13C，图13D和图13E是示意说明液体喷头制造过程一例的视图。

图14A，图14B，图14C和图14D是示意说明液体喷头制造过程一例的视图。

图15是表示液体喷头盒的分解透视图。

图16是示意表示液体喷出设备的结构的透视图。

图17是表示图16所示设备的电路结构的方块图。

图18是表示油墨喷出记录系统的结构图。

图19是示意表示头组件的视图。

在下文，将参考附图叙述按照本发明的实施例。

首先，将用图1A，图1B，图2A和图2B叙述按照本发明的一个实施例，适用本液体排出方法的液体喷头。图1A和图1B是说明按照本发明的一个实施例适用本液体排出方法的液体喷头的视图；图1A是表示在流路方向油墨喷头的侧端的断面图；图1B是从上表面所观察的透视断面图。并且，图2A是表示这个液体喷头的孔表面的一个区域的正面图。图2B是表示在一个单体基底上热产生装置的周围区域的平面图。这里，将假定液体喷头是用作供油墨喷出记录所用的油墨喷出记录头进行叙述。除油墨喷出记录外，当然可能使这种液体喷头用于任何其它用途。

在单体基底1的表面上，沿流路形成方向安排第一热产生装置2和第二热产生装置3，以便供给热能以在液体中产生泡沫。在单体基底1的侧面中，在离孔面侧(如后文所述其上形成排出口4和5的面)较远的侧面上形成第一热产生装置2，并且在离该孔侧面较近的侧面上形成第二热产生装置3。按照本实施例，热产生装置2和3为电热转换装置，其等效电路由它的电阻表示。并且，在单体基底1上，安排与第二排出口5导通连接的第二液体流路7。在这个液体流路7的上部，安排与第一排出口4导通连接的第一液体流路6。在孔面上，沿从上到下的方向安排第一排出口4和第二排出口5，以便第一排出口4在上边。第一液体流路由干膜，镍或树脂，例如聚砜形成。第二液体流路7由干膜或镍形成。

与第二热产生装置3串联安排一个图1B所示的校正电阻器21，以便使第一热产生装置2和第二热产生装置3各能由相同的驱动条件获得适当的起泡沫。并且，优选地使校正电阻器21的电阻的比值较大，以便抑制单位面积的产生热。

于是，在第一液体流路6和第二液体流路7之间安排一个分离板8A和一个分离板8B，以便在第一液体流路6中仅形成第一热产生装置2，而在第二液体流路7中仅形成第二热产生装置3。如上所述，这种液体喷头是由取两层结构形式的第一液体流路6和第二液体流路7所形成，并且第一层部分(第二液体流路7)和第二层部分(第一液体流路6)用分离板8A分开。然而，由于为第一液体流路6安排的第一热产生装置2是在单体基底1的表面上形成，所以出现第一热产生装置的部分以井眼方式构造，其在第一和第二层部分之间没有任何分离板。代替这样的分离板，在具有这样井眼结构的第一层部分的侧端安排一个分离壁8B。这样，第二液体流路7安排为旁通第一热产生装置2的区域，并且使第一液体流路6和第二液体流路7分离。

在图1A和图1B中，第一液体流路6中的液体流用箭头F1表示，而第二液体流路7中的液体流用箭头F2表示。第一液体流路6中的液体从第一液体流路6的后面(与第一排出口4相对的侧面)流入该流路，并且经过第一热产生装置2的表面。于是液体最后从第一排出口4排出。第二液体流路7中的液体从第二液体流路7的后面流入，并且沿围绕第一热产生装置2周围的分离壁8B的侧面流动。最后，它从第二排出口5排出。如后文所述，由于与第一排出口4导通连接的第一液体流路6和与第二排出口5导通连接的第二液体流路7由分离壁8B分开以相互独立，所以不仅可能防止第一液体流路6和第二液体流路7之间的任何串扰，而且还可能防止这两个液体流路中的液体在其排出之前相混合。此外，第二液体流路7中的液体沿分离壁8B的侧面流动，以到达第二热产生装置3的表面。结果，不仅可能防止在第二热产生装置3上积聚热，而且还可能对第一热产生装置2的热积聚产生复式作用。这样，在高频驱动时抑制了温度升高。

应用这样安排的结构，有可能使各个液体流路中形成的各加热器的尺寸，加热器的布置位置，排出口结构，以及排出口面积最优。于是，有可能具体实现液体喷头，使该液体喷头设有从第一排出口4和第二排出口5排出的稳定量的液滴，排出方向(各排出口的中心轴的方向)，以及排出速度等。特别对于本实施例的液体喷头，第一排出口4的中心轴和第二排出口5的中心轴安排为在液体喷头侧，而不是在面对该液体喷头的物体侧，例如印刷介质上的一个点相互相交。使中心轴这样相交的理由是第一排出口4和第二排出口5所排出的液滴应该在其飞行期间，即在撞击在物体上之前相互接触或碰撞，以便两种液体可靠地混合。在这方面，各液滴具有能根本上认为是球形的半径或形状。因此，即使安排结构以使排出口4和5的中心轴例如处在扭转位置，只要中心轴之间的最短距离小于两个排出口的半径之和，就可能使两个液滴相互碰撞。这里，将会理解这样的结构也在本发明的范围之内。

此外，如图2A所示，构造本实施例的液体喷头，以便在单体基底1上按横向安排多组上述第一液体流路6和第二液体流路7，并且也是按横向在孔面上分别安排多个数目的第一排出口4和第二排出口5。因此，在单体基底1的表面上，与这组数目相对应，安排多个第一热产生装置2和相同数目的第二热产生装置3。在这种情况下，安排第一共液体室(图12中42)以与多个第一液体流路6导通连接，并且由这多个第一液体流路6所共用，以便对各第一液体流路6供给液体。类似地，安排第二共液体室(图12中45)以与多个第二液体流路7导通连接，并且由这多个第二液体流路7所共用，以便对各第二液体流路7供给液体。

图2B是部分表示单体基底1上热产生装置的周围的平面图。在同一个单体基底1上形成多个第一热产生装置2，多个第二热产生装置3，各与各第一热产生装置2连接的线路10A和10B，以及各与各第二热产生装置3连接的线路11A和11B。本实施例的液体喷头对第一热产生装置2和第二热产生装置3不分别使用分开的基底。结果，制造过程不复杂，因此有可能以较低费用保持良好生产率。并且，在图2B中，对如图1B所示的第二热产生装置3不用校正电阻器。按这种方式，对电压和脉冲宽度应该进行条件设定，以便改变驱动条件。

现在，将叙述按时差驱动第一热产生装置2和第二热产生装置3的电路结构的一例，其优选地可用于上述液体喷头。图3是表示产生供给第一热产生装置2和第二热产生装置3的驱动脉冲的电路一例的电路图。在图3中，各热产生装置2和3，以及校正电阻器21分别用电阻符号表示。各热产生装置2和3的一端与电源VM的正极连接，并且其另一端与npn晶体管Q1和Q2的各集电极连接。晶体管Q1和Q2的各发射极与电源VM的负极连接。并且，安排有两个移位寄存器(S/R)51和52，以及获得一个寄存器51的输出和驱动脉冲P1的“与”的“与”门53，这样把它输出到晶体管Q1的基极，并且还有获得另一个寄存器52的输出和驱动脉冲P2的“与”的门54，这样把它输出到晶体管Q2的基极。移位寄存器51和52形成串行数据，并且把它们传送到各热产生装置2和3。

驱动脉冲P1和P2的定时如图4所示。比较驱动脉冲P2，驱动脉冲P1被延迟8T。当驱动脉冲P1和P2输入“与”门53和54时，晶体管(开关装置)Q1和Q2接通，以按照移位寄存器51和52的数据从电源VM向各热产生装置2和3供给电流。这里，由于驱动脉冲P1和P2之间有时差，所以各热产生装置2和3按照这样的时差驱动。

现在，连同图5和图6A到图6D，将叙述本发明利用上述液体喷头和驱动电路的液体排出方法。图5是示意说明图1A和图1B所示根据以下给定坐标轴的实施例一例的视图。

在下列叙述中，对液体喷头分别设有多个数目的第一排出口4和第二排出口5。于是，安排结构，以便在孔面上使第一排出口4和第二排出口的每一个形成一对，并且使第一排出口4和第二排出口5排出的属于同一对的液滴在其飞行期间相互碰撞，而在不同对之间不容许碰撞。因此，在图5中，假定从上到下安排在孔面上，并且属于相同对的第一排出口4和第二排出口5表示为第一排出口4和第二排出口5。

并且，假定安置在孔面上的第一排出口4的中心限定为原点(0，0)，而且第一排出口4的中心轴限定为Y轴，与第二口5的中心轴相交的垂直于Y轴的轴限定为X轴。由排出口表面的垂线，第一排出口4的中心轴，以及第二排出口5的中心轴所形成的角度分别限定为θ₁和θ₂。从第一排出口4排出的油墨液滴的半径限定为r₁，并且从第二排出口5排出的油墨液滴的半径限定为r₂。换句话说，X轴等同于孔面上从上到下方向上的轴，而Y轴是从第一排出口4指向一个物体，例如印刷介质的轴。

这里，在图5中，孔面和物体19相互平行。因此，θ₁和θ₂也可以认为是由物体上撞击位置的垂线与第一排出口4的中心轴和第二排出口5的中心轴所形成的角度。并且θ₁和θ₂可以取-90°＜θ₁，θ₂＜90°的范围。然而，在下列各表达式中，执行检查以在0°≤ θ₁＜θ₂＜90°范围内，以根据图5相对应的表示更容易理解。

在上述条件下，给定第一和第二排出口的中心到中心尺寸(排出口之间的距离)为L₁，以及头和物体之间的距离为h₁，则第一排出口的中心轴和物体的相交点Q与第二排出口的中心轴和物体的相交点R之间的距离ΔL可由下列表达式获得：

ΔL＝h₁(tanθ₂-tanθ₁)-L₁    (1)

这里，如果特别执行分级记录或其它类似记录，则在有些情况下可以分别地从各第一和第二排出口个别地对物体射击。因此，虽然取决于图像的处理方法，但是上述ΔL应该小于希望图像密度的点距，或应该优选地小于其1/2，或更优选地小于其1/3。

在这方面，实际排出的液滴的中心在有些情况下可能偏离其排出口的中心轴。然而，在0°≤ θ₁＜θ₂＜90°范围内，有一个优点，即第一排出口排出的液滴比第二排出口排出的液滴要快，由第一排出口排出的液滴所施加的偏差影响要比在条件设定为θ₁＞θ₂时的小。因此，如后文所述，这个条件布置是所希望的，因为如果第一液滴的动量比第二液滴的动量大，则当这些液滴混合时，仍有可能使撞击位置的偏差较小。并且，这个布置是所希望的，因为θ₁和θ₂的角差小于90°，因此即使实际从各排出口排出的液滴偏离其中心轴，ΔL的变化也小于θ₁和θ₂之间的角差在90°或更大范围内的情况。

现在，为了可靠地混合两个液滴，优选地使第一和第二液滴在头和物体之间设有一个相交区。

这里，在图5中，因为图5是仅用于说明的示意图，所以各液滴的直径用各排出口的相同直径来表示。然而，当各液滴用压电装置或用电热转换装置以产生泡沫而排出时，排出液滴的直径一般大于排出口的直径。于是，在这种情况下，如果在头和物体之间在各个排出口的中心轴上对投影表面本身设置相交区，则有可能处理液滴排出方向和速度的微小变化。

此外，为了处理液滴排出方向和速度的变化，理想地安排两个排出口的中心轴，以便如图5所示在头和物体之间的一个点上相互相交。在这种情况下，应该满足下列表达式，以使它们在图5中一个点P相交：

ΔL＝h₁(tanθ₂-tanθ₁)-L₁≥0    (2)

在这种情况下，在不对排出方向的变化给予任何考虑情况下，由两个液滴混合所产生的液滴在物体19上的撞击位置应该在连接Q和R的线段上(在图6A到图6D中为S)，而与两个液滴的各个尺寸和排出速度无关。因此，混合液滴的撞击位置与作为个别液滴排出的第一和第二液滴的撞击位置之间的差分别小于ΔL。结果，如果ΔL小于希望图像密度的点距，则混合液滴的撞击位置与作为个别液滴排出的第一和第二液滴的撞击位置之间的差分别变为小于点距，因此使得有可能高精度地执行分级记录。

这里，在采用液体喷出记录的通常领域范围内，应该对上述表达式(1)所采用的L₁和h₁存在各自适当的范围，以便精确地在物体上希望位置处获得各个撞击。

换句话说，考虑到这样事实，即特别当物体是纸张或其它会受到起皱影响的物体时，物体可能在头和物体之间的距离h₁小于0.2mm的区域内与该头接触，并且如果该距离大于3mm，由液滴排出方向的变化所施加的影响变大，因此优选地把该头和物体之间的距离h₁设定在大于0.2mm且小于3mm的范围内。

另一方面，对于距离L₁，有利地无需使较小头的θ₁大于θ₂。然而，考虑到头制造的条件，对于利用电热转换装置的头，难以生产尺寸小于15μm的头(在利用压电装置例如压电潜入或其它类似装置的头的情况下，难以生产尺寸小于0.5mm的头)。于是，如果以大于3mm的尺寸生产头，有必要在上述h₁范围内使θ₂大于θ₁，导致液滴排出方向的变化有较大影响。考虑到这些事实，理想地使这个距离在大于15μm且小于3mm的范围内。在这方面，对于排出液滴的装置，理想地利用电热转换装置，而不是压电装置，例如压电元件或其它类似元件，因为应用电热转换装置，能使L₁较小，以更有利地控制可能由液滴排出方向变化所施加的影响。

现在，连同图6A到图6D，叙述两个液滴的混合。图6A到图6D是说明如连同图5所述的两个液滴相混合的各状态的时间连续表示。在以下叙述中相同标号适用于图5所共用的部分。

首先，如图6A所示，在液滴从第一排出口排出之前，具有半径r₂的的第二液滴以排出速度v₂从第二排出口排出。然后，如图6B所示，应用驱动电路和上述其它装置，在液滴已从第二排出口以排出速度v₂排出之后，使具有半径r₁的液滴以延迟δT从第一排出口以排出速度v₁(v₁＞v₂)排出。于是，如图6C所示，使两个液滴在其轨迹的相交区相混合。在混合之后，表示几乎为具有半径r₃的球形的液滴以速度v₃(v₁＜v₃＜v₂)移动，以便其中心与物体19上Q和R之间的直线上的点S相交。

按照本发明，在两个排出口排出的两个液滴之间设定时差δT，其次，使后排出的液滴排出速度快。因此，通过适当地设定时差δT，使得较容易对两个排出口排出的两个液滴的速度设定条件，以便使它们比在设定条件以同时排出液滴时更多地混合。这样，有可能提供一种液体喷出设备和一种液体排出方法，其能够处理液体排出速度的微小变化。

此外，通过使后排出的第一液滴的速度较快，则第一液滴的动量成为大于第二液滴的动量。结果，使液滴混合之后在物体上的撞击位置S更接近于撞击位置Q，该撞击位置Q是第一液滴独立地向物体排出所假定到达的位置。在这种情况下，因为能使第一液滴的动量大于第二液滴的动量，所以如果使第一液滴的排出量(质量)w₁大于第二液滴的排出量w₂，则是所希望的。这里，由于各液滴的排出速度和方向变化，混合液滴的撞击位置可能偏离指定位置。于是，这样的偏差应该受到第一液滴的排出速度和方向的变化较大影响。

按照本发明，重要的是按照v₁和v₂获得适当的δT。这个δT的范围通过寻找条件δT来限定，以便存在一个t，在液滴的中心位置分别由t和δT给定条件下，使液滴之间中心到中心距离小于其半径之和。现在，δT的这个范围可以用图5所示的h₁，L₁，θ₁和θ₂给定表示如下： $\max (0,\frac{{-L}_1(v_1\cos {\mathrm{\θ}}_1-v_2\cos {\mathrm{\θ}}_2)+(r_1+r_2)\sqrt{v_1^2+v_2^2-{2v}_1{v}_2\cos ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}}{v_1{v}_2\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)})$ $\≤\mathrm{\δT}\≤\frac{{-L}_1(v_1\cos {\mathrm{\θ}}_1-v_2\cos {\mathrm{\θ}}_2)-(r_1+r_2)\sqrt{v_1^2+v_2^2-{2v}_1{v}_2\cos ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}}{v_1{v}_2\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}$

其中，r₁和r₂分别是第一和第二液滴的半径。

表达式(3)的最小值和最大值用液滴排出之间的时差来表示，以便在由v₁和v₂所限定的两个液滴可能相交的区域中(由两个液滴的轨迹的相交区所部分聚集的区域)，使液滴在离物体最远的区域和最近的区域相互接触。

这里，理想地根据第一和第二液滴的排出速度v₁和v₂来限定δT，以便它们各自能经过图5所示点P，因为这样，两个液滴能在最多情况下可靠地混合，使它们各自排出速度和方向变化所可能引起的液滴不能混合的不利事件最少。在这种情况下，δT可以由以下给定表达式用图5所示的L₁，θ₁，θ₂，v₁和v₂来表示： $\mathrm{\δT}=\frac{h_2}{v_2\×\cos {\mathrm{\θ}}_2}-\frac{h_2}{v_1\×\cos {\mathrm{\θ}}_1}=\frac{L_1}{\tan {\mathrm{\θ}}_2-\tan {\mathrm{\θ}}_1}(\frac{1}{v_2\×\cos {\mathrm{\θ}}_2}-\frac{1}{v_1\×\cos {\mathrm{\θ}}_1})---\left(4\right)$

现在，按照上述液体排出方法，给定排出速度为v，从排出口排出的液滴的实际速度可能发生微小变化。更具体地说，当用电热转换装置使液滴由液体中所产生的泡沫排出时，所有排出液滴中近似80％在特定速度的±5％的变化范围之内。因此，理想地满足下列条件；换句话说，即使当使排出速度较慢的第二液滴快5％，同时使排出速度较快的第一液滴慢5％时，第一液滴的实际排出速度也比第二液滴快： $\frac{v_1}{v_2}>\frac{1.05}{0.95}\≅1.10---\left(5\right)$

并且，如果范围为±10％，则近似98％在特定速度的这个范围之内。因此，更理想地满足下列条件；换句话说，即使当使排出速度较慢的第二液滴快10％，同时使排出速度较快的第一液滴慢10％时，第一液滴的实际排出速度也比第二液滴快： $\frac{v_1}{v_2}>\frac{1.1}{0.9}\≅1.22---\left(6\right)$

另一方面，虽然上述表达式(5)和(6)相对于两个液滴的速率设置条件，但是应该对速度本身设定上限和下限。换句话说，如果排出速度太慢，则使稳定性降低。并且，如果其太快，液滴在撞击在纸张或其它物体的表面上时趋于弹回，并且使图像质量变坏。考虑到这些事实，理想地v₁和v₂满足下列公式：

5m/sec.＜v₂＜v₁＜22m/sec。    (7)

此外，为了非常精确地完成实际排出，相对于上述表达式(1)所表示的ΔL，对h₁，L₁，θ₁和θ₂存在限制。因此，考虑到这样的限制，有可能限定条件，其中通过寻找条件，以便存在t，在各液滴的中心位置由t给定条件下，同时考虑到速度变化，则即使当两个液滴具有相同的速度变化α(例如分别为5％或10％)时，也使液滴在由表达式(4)所给定的排出时间一定混合。这个条件为下列公式所表示的v₁对v₂的比： $\frac{v_1}{v_2}>f({\mathrm{\θ}}_i,r_i,L_1,\mathrm{\α})(i=\mathrm{1,2})---\left(8\right)$

这里，如果r₁和r₂大，θ₁和θ₂之间的角差大，L₁小，以及速度变化α小，则f(θ_i，r_i，L₁，α)的值就变小。

因此，现在当排出口之间的距离L₁设定为15μm，并且第一和第二液滴各限定为80pl时，试图在满足每个条件的范围内获得f的最小值，结果当θ₁＝0°和θ₂＝5.7°时，可获得该最小值。当速度变化为5％时这些值给出f≌1.56，而当速度变化为10％时f≌1.91。

于是，对于更实用的范围，理想地满足公式(7)和下列公式(9)，以便获得v₁和v₂的范围，其中即使相对所排出的所有液滴的近似80％考虑速度变化，也能使液滴可靠地混合： $\frac{v_1}{v_2}>1.56---\left(9\right)$

并且，同样理想地满足公式(7)和下列公式，以便获得v₁和v₂的范围，其中即使相对所排出的所有液滴的近似98％考虑速度变化，也使液滴可靠地混合： $\frac{v_1}{v_2}>1.91---\left(10\right)$

现在，考虑到上述各个方面，对下边各排出速度的范围应该设定为5m/sec到11m/sec，而对上边为8m/sec到22m/sec。

这里，已经叙述了(θ₁＜θ₂)情况，其中第一排出口到两个液滴相混合的点的距离比第二排出口到两个液滴相混合的点的距离短。然而，在相反情况下，即(θ₁＞θ₂)，其中第一排出口到两个液滴相混合的点的距离比第二排出口到两个液滴相混合的点的距离长，上述给定的各条件表达式仍然适用，相应地以与其不同的形式取θ，v的函数。然而，在这种情况下，应该使v₁/v₂大于上述情况。

并且，按照以上所述，两个排出口的中心轴能形成一个平面，同时，排出口和物体的表面相互平行。于是，对于上述前提的几何条件，本发明使得有可能容许因制造头和记录设备所产生的微小偏差。

现在，将按照满足上述各条件的具体例子，对连同图5，图6A，图6B，图6C和图6D所作的叙述作进一步叙述。

(实施例1)

本实施例表示对于ΔL满足上述条件中一个条件的头的一例。

图5所示方式是用压电元件作为排出液滴的装置而准备的。在L₁＝2mm下，把到纸张的距离设定为1.2mm。于是，证实用设置θ₁＝0和θ₂＝59.1°的头，使两个液滴在撞击在物体上之前相混合。在这种情况下，还证实混合液滴的撞击位置和各自液滴的撞击位置之间的偏差在360dpi像素密度下，控制在70.5μm点距的1/3或更小范围内。于是，在到纸张的距离为0.5mm和2.0mm下，证实在θ₁＝14°时，当θ₂分别设定为76.8°和51.4°时，两个液滴在撞击在物体上之前混合，并且撞击位置的偏差能控制在360dpi像素密度的点距的1/3或更小范围内。

(实施例2)

按照图7所示实施例，表示一个例子，其中当图5所示实施例中所表示的第一排出口的角度与物体正交时，即在ΔL满足条件范围内，同时使θ₁＝0，则两个液滴能随排出速度的变化可靠地混合。在下文，对本实施例假定θ₁＝0。

按照本实施例，第一排出口4和第二排出口5之间的中心到中心距离为38μm，而第一排出口4和第二排出口5的中心轴所形成的角度θ设定为3°。

于是，从第二共液体室向第二液体流路7供给具有高密度色料的油墨(近似5w％的染料)，并且通过对第二热产生装置3施加电脉冲，使油墨液滴从第二排出口5排出。另一方面，安排从第一共液体室向第一液体流路6供给油墨，其设有供给第二液体流路7的油墨的1/16色料密度，然后，通过对第一热产生装置2施加电脉冲，使油墨液滴从第一排出口4排出。对第一液体流路6和第二液体流路7两者使用相同种类的油墨(色料)和溶解油墨的溶剂。

这里，从第一排出口4排出的油墨液滴的排出量(质量)和排出速度分别给定为W₁和v₁。从第二排出口5排出的油墨液滴的排出量和排出速度分别给定为W₂和v₂。按照本实施例，对用于第一混合的喷嘴，准备喷嘴，以便在排出量W₁为24ng且排出速度v₁为18m/sec下排出油墨液滴，并且在排出量W₂为16ng且排出速度v₂为9m/sec下排出油墨液滴，然后使它们在其飞行期间相互碰撞。并且，对用于第二混合的喷嘴，准备喷嘴，以便在排出量W₁为33.3ng且排出速度v₁为16m/sec下排出油墨液滴，并且在排出量W₂为6.7ng且排出速度v₂为8m/sec下排出油墨液滴，然后使它们在其飞行期间相互碰撞。制造这些喷嘴以用于同一个液体喷头。对于第一混合喷嘴，油墨液滴首先从第二排出口5排出，然后，在油墨液滴从第二排出口5排出40.2μsec之后，使其从第一排出口4排出。同时，对于第二混合喷嘴，油墨液滴首先也从第二排出口5排出，然后，在45.2μsec之后，使其从第一排出口4排出。

此外，对于不排出任何碰撞油墨液滴的喷嘴，对第一排出口4和第二排出口5各自个别地准备喷嘴。对第一和第二两个排出口，使油墨液滴的排出量和排出速度分别设定为40ng和14.5m/sec。

第一和第二两个混合喷嘴在±6％到±8％范围内呈现排出速度波动。这里，对于上述结构的布置，即使排出速度波动近似±10％，也可能使第二排出口5排出的油墨液滴的轨迹区和第一排出口4排出的油墨液滴的轨迹区相互可靠地碰撞，以使两个油墨液滴在相交区的范围内混合。对第一混合喷嘴在碰撞之后的飞行速度为14.4m/sec，而对第二混合喷嘴为14.7m/sec。

图8和图9是说明当用第一混合喷嘴使油墨液滴从两个排出口4和5排出时，两个液滴之间相对距离和重叠时间T之间关系的曲线图。图8表示这样情况，其中相对上述数值，使排出速度v₁增加10％，同时使排出速度v₂降低10％。图9表示这样情况，其中使排出速度v₁降低10％，同时使排出速度v₂增加10％。为了按照图8和图9表示上述条件，在各轴为y＝0和t＝t₃条件下，y-t曲线图上相交范围由经过y＝±(r₁+r₂)的二次曲线的结合所形成的椭圆区域来表示。然而，在图8中，这个相交范围被省略，而代之相对于Y轴方向，证实在X轴上在重叠时间时当各油墨液滴的中心到中心距离变为0时(其当然对应于上述椭圆区域)，两个油墨液滴相混合。

类似地，图10和图11是说明当用第二混合喷嘴使油墨液滴从两个排出口4和5排出时，两个油墨液滴之间相对距离和重叠时间T之间关系的曲线图。图10表示这样情况，其中相对上述数值，使排出速度v₁增加10％，同时使排出速度v₂降低10％。图11表示这样情况，其中使排出速度v₁降低10％，同时使排出速度v₂增加10％。从图10和图11可以理解两个油墨液滴用第二混合的喷嘴相混合。

现在，在一个油墨喷出记录设备上安装设有上述第一和第二混合喷嘴的液体喷头，以作为其油墨喷出记录头。然后，使用作物体的纸张和各排出口之间的距离设定为1.2mm，以按360dpi像素密度(每25.4mm有360个点)印刷。与印刷仅用具有近似5％色料密度的油墨来进行的情况相比较，当仅用该油墨的1/16色料密度油墨时，OD(光密度)成为1/4；用第一混合喷嘴时OD成为3/4；用第二混合喷嘴时OD成为1/2。于是，获得有规则的加权分级的图像。并且，与印刷仅用第一排出口4进行的情况比较，油墨液滴在纸张表面上的撞击位置的偏差在仅用第一混合喷嘴时近似为7μm；仅用第二混合喷嘴时近似为3μm；以及仅用第二排出口5时近似为27μm。在这方面，对于360dpi像素密度，在点距为70.5μm情况，有可能输出分级图像而不降低图像质量。

(其它实施例)

至此已对本发明的主要部分的实施例进行了叙述。现在在下文，将叙述适用本发明的头的完整结构，制造头的方法，液体喷头盒，液体喷出设备，记录系统，头组件等。

(头的完整结构)

现在在下文，将叙述液体喷头的完整结构的一例。图12是表示液体喷头的完整结构的垂直断面图。

按照图12所示实施例，有槽部件40简单地说包括一个孔板41，其设有第一排出口4和第二排出口5，并且安排在与单体基底1垂直的方向上；多个槽(未示出)，形成多个第一液体流路6；以及一个凹口部分，形成第一共液体室42，其与多个第一液体流路6导通连接，并且由它们所共用，以便把液体供给各第一液体流路。单体基底1是在其之上有多个电热转换装置的基底，电热转换装置用于产生热，使液体中产生膜沸腾，以在其中形成泡沫。

在这个有槽部件40的下边部分，粘性地结合一个分离板8A。这样，形成多个与第一排出口4导通连接的第一液体流路6。这个分离板8A设有与单体基底1上第一热产生装置2的位置相对应的孔，该板后结合在单体基底1上。此外，在分离板8A的下边部分，通过围绕各第一热产生装置2的分离壁8B结合单体基底1。这样，使得有可能形成各第二液体流路7，其与各第二排出口5导通连接，并且安排成仅使各第二热产生装置3处在与各第一液体流路6完全分开的状态。在图12中第二液体流路7的右边部分，通过把多个第二液体流路7连接在一起以使其成形，形成第二共液体室45。

这样安排的有槽部件40设有从该有槽部件40的上部到达第一共液体室42的内部，以供给第一液体的第一液体供给通路43。并且，该有槽部件40设有从有槽部件40的上部通过分离板8A到达第二共液体室45的内部的第二液体供给通路44。

如图12中箭头C所示，第一液体通过第一液体供给通路43供给第一液体共室42，并且然后供给第一液体流路6。这里，如图12中箭头D所示，第二液体通过第二液体供给通路44供给第一液体共室45，并且然后供给第二液体流路7。

第二液体供给通路44与第一液体供给通路43平行安排。然而，布置不一定限于这种形式。只要形成第二液体供给通路，以便它与第二共液体室45导通连接，则对有槽部件40来说可以按任何方式安排第二液体供给通路。并且，在考虑第二液体的供给量下，确定第二液体供给通路44的厚度(直径)。而且不一定使这个供给通路形成为圆形。可以采用矩形或其它类似形状。

按照上述实施例，因为能通过准备同一个有槽部件40，设置对第二液体流路7供给第二液体的第二液体供给通路44和对第一液体流路6供给第一液体的第一液体供给通路43，所以有可能减少部件数，不仅使制造过程所需时间变短，而且使制造费用降低。

并且，安排结构，以便对分开第一液体和第二液体的分离板8A，沿透过分离板8A的方向安排第二液体供给通路44，用该第二液体供给通路44执行对第二共液体室45供给第二液体。因此，在一个过程中同时使分离板8A，有槽部件40和单体基底1相结合，因此使它们易于以更好结合精度制造，其最终将有助于液滴的优良排出。这里，第二液体透过分离板8A供给第二共液体室45。这种布置使得有可能对第二液体流路7可靠地供给第二液体，因此保证可靠地供给足够量的液体，以执行稳定排出。

(液体喷头的制造)

现在，将叙述图12所示液体喷头的制造过程。

这里，简单地说，在单体基底1上形成第二液体流路7的流路壁和围绕第一热产生装置2的分离板8B。在这样安排的单体基底1上安装分离板8A，其在与第一热产生装置2相对应的位置上具有孔。此外，在分离板8A上，安装具有槽或其它形成第一液体流路6的部分的有槽部件40，或按这样方式制造头，即在单体基底1上形成第二液体流路7的流路壁之后，在这个流路壁上安装一个与分离壁8B和分离板8A整体形成的分离部件，然后，把有槽部件40结合其上。

将进一步详细地叙述这些制造方法。图13A到图13E是示意说明在分离板8A和分离壁8B各自个别地准备好之后，当使用它们时液体喷头的制造过程的断面图。图14A到图14D是示意说明使用分离板8A和分离壁8B所整体形成的分离部件，液体喷头的制造过程的断面图。

如图13A所示，在其上形成第一热产生装置2和第二热产生装置3的单体基底上，形成分离壁8B，以如图13B所示围绕第一热产生装置2。其后，如图13C所示，安置对第一热产生装置2所对应的部分开口的有孔分离板8A，然后，将其结合在分离壁8B上。最后，安置其上设有第一排出口4，第二排出口5，以及第一液体流路壁(未示出)的有槽部件40。然后，在压力下使有槽部件结合到由分离板8A和分离壁8B所形成的分离部件上，这样完成液体喷头。

与这种制造方法相反，图14A和图14D所示方法通过代之使用分离部件8，有可能省略分离板8A和分离壁8B的安置和结合过程，该分离部件8设有为其整体形成的分离板8A和分离壁8B。这样，有可能实现提高生产率，同时降低费用。

(液体喷头盒)

现在，将简单叙述设有上述实施例的液体喷头的液体喷头盒，在该液体喷头盒上安装了上述实施例的液体喷头。

图15是示意表示包括了上述液体喷头的液体喷头盒的分解透视图。简单地说，这个液体喷头盒由液体喷头装置200和液体容器80形成。

液体喷头装置200其中包括一个单体基底1，一个分离部件8，一个有槽部件40，一个压力弹簧78，一个液体供给部件90，以及一个支持部件70等。如上所述，在单体基底1上，成一行安排多个热产生电阻器(热产生装置)，而且，安排多个功能装置，以便选择性地驱动这些热产生电阻器。如上所述，在这个单体基底1和分离部件8之间形成第二液体流路。第二液体在这个流路中流动。在分离部件8与有槽部件40结合下，为第一液体流动形成第一液体流路。压力弹簧78为有槽部件40提供向单体基底1方向作用的偏置力。应用这个偏置力，单体基底1，分离部件8，有槽部件40，以及后文将作叙述的支持部件70就以良好条件整体形成在一起。支持部件70支持单体基底1和其它部件。在这个支持部件70上，还设有接触垫72，其与单体基底1连接，以与提供电信号的印刷电路板71交换电信号，并且其还与设备侧连接，以与设备侧交换电信号。

对于液体容器90，在其内部分别保持供给液体喷头的第一液体和第二液体。在液体容器90的外侧，为布置一个与液体喷头和液体容器90相连接的连接部件，设置定位装置94和固定轴95。第一液体通过连接部件的供给通路84，从液体容器90的液体供给通路92向液体供给部件的液体供给通路81供给第一液体，然后，通过各部件的排出液体供给通路83，71和72，供给第一共液体室。类似地，第二液体通过连接部件的供给通路，从液体容器90的供给通路93向液体供给部件80的液体供给通路82供给第二液体，然后，通过各部件的液体供给通路84，71和72，供给第二共液体室。

(液体排出设备)

图16是示意表示其上安装了液体喷头的液体喷出设备的结构的视图。这里，特别地，将叙述用油墨作第一和第二液体的油墨喷出记录设备IJRA。

在该液体喷出设备(油墨喷出记录设备IJRA)的托架HC上安装一个可拆式头盒，其由保持油墨的液体容器装置90和液体喷头装置200构成。该盒在记录介质150，例如记录纸张的宽度方向上往复运动，记录介质150用记录介质运送器运送。当从驱动信号供给装置(未示出)向托架HC上的液体喷头装置供给驱动信号时，记录液体按照驱动信号从液体喷头向记录介质排出。并且，这个记录设备设有一个用作驱动源的电动机111，齿轮112和113，托架轴115，以及其它从驱动源向该托架传送动力所需的部件。利用这种记录设备和为其所采用的液体排出方法，有可能通过对各种记录介质排出液体，获得以良好条件记录的图像。

图17是表示应用本发明的液体排出方法，执行油墨喷出记录的记录设备的完整体的方块图。

这个记录设备从主计算机300接收印刷信息作为控制信号。印刷信息暂时保持在记录设备内部所安排的输入界面310中。同时，印刷信息转换成可由记录设备执行的数据，并且输入CPU302，其复式地用作供给头驱动信号的装置。根据ROM303所存储的控制程序，CPU302用RAM304和其它外围装置处理输入到CPU302的数据，因此把它们转换成待印刷的数据(图像数据)。并且，CPU302产生电动机驱动数据，以使驱动电动机驱动，以与这样产生的图像数据相同步地移动记录纸张和记录头。图像数据和电动机驱动数据分别通过头驱动器307和电动机驱动器305，传送到头200和驱动电动机306。于是，应用控制定时，使头和电动机破驱动，以便形成图像。

对于这种其上提供油墨或其它液体的记录设备所可使用的记录介质(物体)，可以列举各种各样的纸和OHP纸张，可供小型盘用的塑性材料，装饰板，或其它类似介质，织物，金属材料，例如铝、铜，皮革材料，例如牛皮、猪皮或人造皮革，木料，例如木材或胶合板，竹料，陶瓷材料，例如瓷砖，或三维产品，例如海绵。并且，在上述各种记录设备中，包括一种在各种纸和OHP纸张上记录的印刷设备，一种用来在小型盘和其它塑性材料上记录的记录设备，一种用来在金属，例如金属板上记录的记录设备，一种用来在皮革上记录的记录设备，一种用来在木料上记录的记录设备，一种用来在陶瓷上记录的记录设备，一种用来在三维网织结构，例如海绵上记录的记录设备，以及各种在织物上记录的织物记录设备。对用于这些液体喷出设备的排出液体，应该足够良好地使用与各记录介质和记录条件相配合的液体。

在这方面，对于上述记录设备，如果第一和第二排出口的喷嘴布置与托架的扫描方向一致，在考虑扫描速度的情况下，通过适当地控制排出定时，有可能仍使撞击位置的偏差较小。

(记录系统)

现在，将叙述油墨喷出记录系统的一例，从而用上述液体喷头作为记录头，以在记录介质上记录。图18是示意说明这种油墨喷出记录系统的结构的视图。

这种油墨喷出记录系统的液体喷头是全行式头，其中在与记录介质150的可记录宽度相对应的长度中，以(每25.4mm)360dpi的间隔(密度)安排多个排出口。用夹具202在X方向以给定间隔相互平行地固定和支持四个液体喷头201a，201b，201c和201d，各为黄(Y)，深红(M)，蓝绿(C)和黑(Bk)。对这些液体喷头201a到201d，从头驱动器307供给信号。根据这样的信号，驱动各液体喷头201a到201d。对各液体喷头201a到201d，从各油墨容器204a到204d供给Y，M，C和Bk四色油墨，作为第一液体。并且，在稀释物容器204e中保持稀释物(第二液体)，以为用作第一液体的油墨所使用。于是，进行布置以把它供给各液体喷头201a到201d。并且，在各液体喷头201a到201d的下部，分别安排各头帽203a到203d，其中有海绵或其它油墨吸收体。当记录休止时，各液体喷头201a到201d由各头帽203a到203d所覆盖，以便使它们各自保持在良好条件下。

此外，对于这种系统，设有一个运送带206，其构成运送上述各种记录介质的运送装置。运送带206用各种滚子围绕给定路线牵引，并且由连接到电动机驱动器305的滚子驱动。

并且这里，对于这种油墨记录系统，在记录介质运送通路的上游侧和下游侧设有预处理设备251和后处理设备252，以便在记录之前和之后分别对记录介质提供各种处理。根据记录介质的种类和所用油墨的种类，预处理和后处理就其内容上不同。然而，对于金属，塑料，或陶瓷材料，或其它类似材料所形成的记录介质，例如提供紫外线或臭氧辐射以作为其预处理。这样，使记录介质的表面激活，以实现提高油墨粘附性。并且，对趋于产生静电的塑料记录介质或其它类似介质，因为尘粒可能容易地粘附到其表面上，并且这样粘附的尘粒又会防碍记录的正常性能，所以用电离器作为预处理装置，以消除在记录介质上产生的静电。并且，当织物用作记录介质时，可能为织物提供一种物质，其可从碱性物质，水溶性物质，合成聚合物，水溶性金属盐，以及硫脲中选择，以便提高耐粘污性，百分消耗量，或其它类似特性。预处理不一定限于这里所述的这些方式，而是有可能采用对记录介质提供适当温度的处理。另一方面，后处理例如对其上已设有油墨的记录介质，通过提供热处理，紫外线辐射，或其它类似处理，以促进油墨的固定，或例如执行过程，以漂掉预处理中粘附到记录介质上，但仍保持为激活的处理试剂。

在这方面，已叙述了对液体喷头使用全行头的情况。然而，液体喷头不一定限于全行式。可能采用上述较小的液体喷头，使其按一种方式安排，通过在记录介质的宽度方向上运送该头以执行记录。

(头组件)

现在，在下文，将叙述设有上述液体喷头的头组件。图19是示意表示这样头组件的视图。

这种头组件安排成在组件容器501中安放一个液体喷头510，其设有一个用于排出油墨的油墨排出装置511；一个油墨容器520，其与液体喷头510可分离或不可分离；以及保持油墨填入油墨容器520的油墨装填装置530。当油墨完全耗尽时，油墨装填装置的注射装置(注射针或其它装置)531部分插入油墨容器520的通气开口521，与头连接的部分，或插入在油墨容器520的壁上安排为开口的孔中。于是，通过这样的插入部分，使油墨装填装置中的油墨填入油墨容器。

这样，液体喷头，油墨容器，以及油墨装填装置安放在一个组件容器中。因此，即使当油墨完全耗尽时，油墨也容易如上所述即刻填满油墨容器，使得有可能立即开始记录。

在这方面，是假定油墨装填装置包括在头组件之中条件下进行叙述的，但是对于头组件，有可能采用一种方式，其中把一个已填满油墨的可分离式油墨容器和液体喷头安排在组件容器510中，而无任何油墨装填装置。

现在，对于本发明，已叙述了这样的情况，其中排出口的表面与物体平行，并且第一排出口的中心轴和第二排出口的中心轴在同一个平面上。然而，本发明不一定限于这种布置。例如，本发明仍适用于一种情况，其中排出口的表面与物体不平行，或其中第一和第二排出口的中心轴处在可能相互扭转的位置。在这样情况下，利用各适当参数，能限定各个条件。

并且，对于喷头的结构，已就在刃射式液体喷头上定心作了叙述，该喷头在泡沫产生区域的侧面位置分别设有排出口。然而，本发明当然适用于侧射式液体喷头或其它类似喷头，其中排出口安排为面对泡沫产生区域或热产生装置。

并且，按照以上所述，说明了这样例子，其中在同一种溶剂中溶解同一种色料(油墨)，并且仅有两种不同色料密度的液体分别从第一排出口4和第二排出口5排出。然后，使这些液滴在撞击在记录介质上之前相互碰撞以加以混合。本发明不一定限于这种布置。对于第一排出口和第二排出口所排出液体的混合，能使用各种各样的混合。例如，混合用同一种溶剂溶解不同染料和颜料而准备的两种液体；混合用不同溶剂溶解不同色料而准备的两种液体；混合用可以相互反应的颜料和二价金属或其它类似物质而准备的两种液体；混合通过溶解两种相互反应的物质，例如阴离子表面活化剂或阳离子表面活化剂中的各一种而准备的两种液体；混合其中溶有色料的液体和其中溶有这样色料的稳定剂的液体；以及混合通过溶解色料而准备的液体和仅有溶剂的液体，等等。

特别是当混合反应性液体时，本发明更为有效，因为通过适当地设定排出速度和排出定时，液滴本身能可靠地混合以相互反应(例如，如果液体的反应时期长，就要使两个液滴的混合位置靠近头侧，同时使排出速度慢)，以便通过应用上述液体排出方法，在各条件范围之内满足反应时期。

并且，对于分级记录所实现的混合，对所要混合的两个排出口应用预定排出速度，即使排出速度可能波动，也可能使两个排出口的液滴在撞击在物体上之前相互可靠地碰撞，并且可能使撞击位置的偏差最小。因此，能高质量地输出优良分级图像。

Claims (40)

1.一种用于液体喷头的液体排出方法，该喷头设有：第一排出口；与各所述第一排出口导通连接的第一液体流路；产生能量以使液滴从所述第一排出口排出的第一能量产生装置；第二排出口；与各所述第二排出口导通连接的第二液体流路；以及产生能量以使液滴从所述第二排出口排出的第二能量产生装置，

在第一液滴以第一排出速度v₁从所述排出口排出之前，第二液滴以小于所述第一排出速度的第二排出速度v₂从所述第二排出口排出，并且

在各所述液滴撞击在一个物体上之前，使所述第一液滴和所述第二液滴相互碰撞以加以混合。

2.按照权利要求1的液体排出方法，其中控制所述第一液滴和所述第二液滴之间的排出时差δT，以满足下列条件： $\max (0,\frac{-L_1(v_1{\cos \mathrm{\θ}}_1-v_2{\cos \mathrm{\θ}}_2)+(r_1+r_2)\sqrt{v_1^2+v_2^2-2v_1{v}_2\cos ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}}{v_1{v}_2\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)})$ $\≤\mathrm{\δT}\≤\frac{-L_1(v_1\cos {\mathrm{\θ}}_1-v_2{\cos \mathrm{\θ}}_2)-(r_1+r_2)\sqrt{v_1^2+v_2^2-2v_1{v}_2\cos ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}}{v_1{v}_2\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}$

其中L₁是第一排出口的中心和第二排出口的中心之间的距离；r₁和r₂分别是第一和第二排出口所排出的油墨液滴的半径；θ₁和θ₂是由第一和第二排出口的各中心轴与排出口表面的垂线所形成的角度(0°≤θ₁＜θ₂＜90°)；以及max(a，b)是提供a和b中最大值的函数。

3.按照权利要求1的液体排出方法，其中所述第一排出口的中心轴和所述第二排出口的中心轴在所述液体喷头和所述物体之间的一个点相交，并且同时，按照所述第一排出速度和所述第二排出速度，控制所述第一液滴和所述第二液滴的排出定时，以便使所述第一液滴和所述第二液滴的中心在所述相交点一致。

4.按照权利要求1的液体排出方法，其中液滴在混合之后在所述物体上的撞击位置安排在第一液滴在所述物体上的个别撞击位置和所述第二液滴在所述物体上的个别撞击位置之间。

5.按照权利要求1的液体排出方法，其中在混合液滴在所述物体上的撞击位置，第一液滴在所述物体上的个别撞击位置，以及第二液滴在所述物体上的个别撞击位置之中，两个给定撞击位置之间的各个差小于在所述物体上记录图像所输出和使用的像素密度的点距范围之内。

6.按照权利要求5的液体排出方法，其中所述给定两个撞击位置之间的差不大于输出图像的像素密度的点距的1/2。

7.按照权利要求5的液体排出方法，其中所述撞击位置中各差值在输出图像的像素密度的点距的1/3范围内。

8.按照权利要求1的液体排出方法，其中所述第一液滴的质量大于所述第二液滴的质量。

9.按照权利要求1的液体排出方法，其中所述第一排出速度v₁和所述第二排出速度v₂满足条件v₁/v₂＞1.10。

10.按照权利要求9的液体排出方法，其中所述第一排出速度v₁和所述第二排出速度v₂满足条件5m/s＜v₂＜v₁＜22m/s和v₁/v₂＞1.56。

11.按照权利要求9的液体排出方法，其中所述第一排出速度v₁和所述第二排出速度v₂满足条件v₁/v₂＞1.22。

12.按照权利要求10的液体排出方法，其中所述第一排出速度v₁和所述第二排出速度v₂满足条件5m/s＜v₂＜v₁＜22m/s和v₁/v₂＞1.91。

13.按照权利要求1的液体排出方法，其中供给所述第一液体流路和所述第二液体流路的液体是相同液体。

14.按照权利要求1的液体排出方法，其中供给所述第一液体流路的液体和供给所述第二液体流路的液体相互不同。

15.按照权利要求1的液体排出方法，其中供给所述第一液体流路的液体和供给所述第二液体流路的液体是其色料密度相互不同的油墨。

16.按照权利要求1的液体排出方法，其中供给所述第一液体流路的液体和供给所述第二液体流路的液体是色料种类相互不同的油墨。

17.按照权利要求1的液体排出方法，其中所述液体喷头设有多个第一排出口和多个分别与各所述第一排出口相对应的第二排出口。

18.按照权利要求1的液体排出方法，其中所述能量产生装置是泡沫产生装置，以在液体中产生泡沫，并以所述泡沫的作用力使液滴排出。

19.按照权利要求18的液体排出方法，其中所述泡沫产生装置是热产生装置，以为产生泡沫而对液体提供热。

20.按照权利要求19的液体排出方法，其中所述热产生装置是电热转换装置。

21.一种液体喷出设备，设有：第一排出口；与各所述第一排出口导通连接的第一液体流路；产生能量以使液滴从所述第一排出口排出的第一能量产生装置；第二排出口；与各所述第二排出口导通连接的第二液体流路；以及产生能量以使液滴从所述第二排出口排出的第二能量产生装置，并且还有

一个驱动电路，以驱动所述第一能量产生装置和所述第二能量产生装置，

在第一液滴以第一排出速度从所述排出口排出之前，第二液滴以小于所述第一排出速度的第二排出速度从所述第二排出口排出，并且

在各所述液滴撞击在一个物体上之前，使所述第一液滴和所述第二液滴相互碰撞以加以混合。

22.按照权利要求21的液体喷出设备，其中所述第一液滴的轨迹区和所述第二液滴的轨迹区在所述液体喷头和所述物体之间设有一个相交区。

23.按照权利要求21的液体喷出设备，其中所述第一排出口的中心轴上的投影表面和所述第二排出口的中心轴上的投影表面在所述液体喷头和所述物体之间设有一个相交区。

24.按照权利要求23的液体喷出设备，其中所述第一排出口的中心轴和所述第二排出口的中心轴在所述液体喷头和所述物体之间的一个点相交。

25.按照权利要求21的液体喷出设备，其中所述液体喷头和所述物体之间的距离为大于等于0.2mm且小于等于3mm。

26.按照权利要求21的液体喷出设备，其中所述第一排出口和所述第二排出口之间的距离为小于等于3mm。

27.按照权利要求21的液体喷出设备，其中控制所述第一液滴和所述第二液滴之间所述驱动电路的排出时差δT，以满足下列条件： $\max (0,\frac{-L_1(v_1{\cos \mathrm{\θ}}_1-v_2\cos {\mathrm{\θ}}_2)+(r_1+r_2)\sqrt{v_1^2+v_2^2-{2v}_1{v}_2\cos ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}}{v_1{v}_2\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)})$ $\≤\mathrm{\δT}\≤\frac{-L_1(v_1\cos {\mathrm{\θ}}_1-v_2\cos {\mathrm{\θ}}_2)-(r_1+r_2)\sqrt{v_1^2+v_2^2-{2v}_1{v}_2\cos ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}}{v_1{v}_2\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}$

其中L₁是第一排出口的中心和第二排出口的中心之间的距离；r₁和r₂分别是第一和第二排出口所排出的油墨液滴的半径；θ₁和θ₂是由第一和第二排出口的各中心轴与排出口表面的垂线所形成的角度(0°≤θ₁＜θ₂＜90°)；以及max(a，b)是提供a和b中最大值的函数。

28.按照权利要求21的液体喷出设备，其中液滴在混合之后在所述物体上的撞击位置安排在第一液滴在所述物体上的个别撞击位置和所述第二液滴在所述物体上的个别撞击位置之间。

29.按照权利要求21的液体喷出设备，其中在混合液滴在所述物体上的撞击位置，第一液滴在所述物体上的个别撞击位置，以及第二液滴在所述物体上的个别撞击位置之中，两个给定撞击位置之间的各个差小于在所述物体上记录图像所输出和使用的像素密度的点距。

30.按照权利要求21的液体喷出设备，其中所述第一液滴的质量大于所述第二液滴的质量。

31.按照权利要求21的液体喷出设备，其中所述第一排出速度v₁和所述第二排出速度v₂满足条件v₁/v₂＞1.10。

32.按照权利要求31的液体喷出设备，其中所述第一排出速度v₁和所述第二排出速度v₂满足条件v₁/v₂＞1.22。

33.按照权利要求21的液体喷出设备，其中供给所述第一液体流路和所述第二液体流路的液体是相同液体。

34.按照权利要求21的液体喷出设备，其中供给所述第一液体流路的液体和供给所述第二液体流路的液体相互不同。

35.按照权利要求21的液体喷出设备，其中供给所述第一液体流路的液体和供给所述第二液体流路的液体是其色料密度相互不同的油墨。

36.按照权利要求21的液体喷出设备，其中供给所述第一液体流路的液体和供给所述第二液体流路的液体是色料种类相互不同的油墨。

37.按照权利要求21的液体喷出设备，其中所述液体喷头设有多个第一排出口和多个分别与各所述第一排出口相对应的第二排出口。

38.按照权利要求21的液体喷出设备，其中所述能量产生装置是泡沫产生装置，以在液体中产生泡沫，并以所述泡沫的作用力使液滴排出。

39.按照权利要求38的液体喷出设备，其中所述泡沫产生装置是热产生装置，以为产生泡沫而对液体提供热。

40.按照权利要求39的液体喷出设备，其中所述热产生装置是电热转换装置。

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