CN1145854A

CN1145854A - 液体喷射头、液体喷射装置和液体喷射方法

Info

Publication number: CN1145854A
Application number: CN96110318A
Authority: CN
Inventors: 木村牧子; 杉谷博志; 稻本忠喜; 中田佳惠
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1996-04-14
Publication date: 1997-03-26
Anticipated expiration: 2016-04-14
Also published as: EP0737581B1; TW446639B; CN1090089C; CA2174181C; ATE221461T1; AU5066396A; EP0737581A2; MX9601407A; KR100230161B1; SG48138A1; JPH0952364A; US6270199B1; EP0737581A3; DE69622621T2; DE69622621D1; KR960037292A; JP3696967B2; CA2174181A1

Abstract

一种能够以不同的条件喷射液体的液体喷射头，它包括一个喷射液体的喷射出口；一个向所述的喷射出口提供液体的液体流动路径，所述液体流动路径带有用于喷射液体和能够选择地产生不同尺寸汽泡的汽泡产生加热装置；以及一个带有至少一个可移动构件的可移动机构，该机构面对汽泡产生区域放置，而该区域形成在经过所述汽泡产生加热装置的所述液体流动路径中。

Description

液体喷射头、液体喷射装置和液体喷射方法

本发明涉及一种通过给液体提供热能使之产生汽泡来喷射所需液体的液体喷射头，一种用在液体喷射头上的喷头卡盘，一种液体喷射装置，一种液体喷射方法和记录方法。本发明还涉及一种含有液体喷射头的墨水喷射头组件。

更确切地说，本发明涉及一种带有靠产生的汽泡来移动可移动构件的液体喷射头，一种用于液体喷射头的喷头卡盘，以及一种应用相同喷头的液体喷射装置。本发明还涉及通过所产生的汽泡移动可移动构件来喷射液体的液体喷射方法和记录方法。

本发明可用于打印机，该打印机在记录介质上进行记录操作，其中的介质可以是下述材料：例如一种纸、细丝、纤维、纺织物、皮革、金属、塑料树脂、玻璃、木材或陶瓷材料，本发明还可用于复印机、具有通信系统的传真设备，带有打印单元的文字处理设备，以及由各种处理装置组合形成的工业记录装置。

在本说明书中，“记录”仅仅意味着形成具有某种特定意义的图像，例如字母或图形，它也包括形成某种不具有特定意义的图像，例如图形。

一种叫作汽泡喷射型的墨水喷射记录方法是已知的，在这种方法中，借助于给墨水施加能量(如施加热能)使体积发生瞬时变化(产生汽泡)导致瞬时状态的变化，因此使用由状态变化产生的力，可经过喷射出口喷射墨水，通过这种变化墨水被喷出并附着在记录介质上形成图像。如美国专利4723129号所公开的那样，使用汽泡喷射记录方法的记录装置包括一个喷射墨水的喷射出口，一个与喷射出口相通的墨水流动路径，以及一个在墨水流动路径中作为能量产生装置的电热转换器。

这种记录方法的优点如下：能高速记录下高质量的图像而且噪音低，可以高密度排列若干喷射出口，因此能够提供具有高清晰度的一种小型记录装置，可方便地形成彩色图像。因此，汽泡喷射记录方法广泛用于打印机、复印机、传真装置或其他办公设备，以及用于一种如纺织印刷装置或类似装置的工业系统中。

由于汽泡喷射技术已广泛应用于各种领域的产品上，如下所述，各种需求也日趋增加。

例如，一种对提高能量效率的需求。为了满足这种需求，进行了发热元件最优化的研究，例如，调整保护膜的厚度。从提高向液体传递所产生的热的传递效率的角度看，这种方法是有效的。

为了得到高质量的图像，人们曾推荐一些驱动条件，利用这些条件，提高墨水的喷射效率和/或稳定了汽泡地产生汽泡，这样较好地完成了墨水的喷射。作为另一种例子，从增加记录速度的角度看，已对流动路径结构的改进，借此使注入(再注入)液体流动路径的液体速度增加了。

在这些流动路径的形式中，图1A和图1B中表示的流动路径结构在已公开的日本专利申请63--199972号及类似的专利文件中被披露。根据回波(压力沿与一个喷射出口相反的一个方向传递，即压力朝向液体室12传递)已构思出在上述在这个出版物中已公开的流动路径结构和喷头的制造方法已经发明了。由于出版物中公开的流动路径结构和喷射头的制造方法。由于该能量不沿喷射方向传递，一般认为这种回波损失能量。

图1A和图1B中所示的发明公开了阀10，该阀与靠一个发热元件2形成的汽泡区域分隔开，位于和发热元件2相应的喷射出口11的相对一侧。

参照图1B，通过使用一种板材或类似材料的方法来制造该阀10，使得在汽泡产生时，该阀10能在内部附着在一个流动路径3的顶部。这个发明公开的是通过使用阀10来控制上述回波作用以便抑制能量损失的技术。

正如在储存有待喷射液体的流动路径3中产生汽泡的情况中所看到的那样，在这种结构中，借助阀10来抑制回波作用不适于液体喷射。

如上所述，回波本身并不直接与液体的喷射有关。如图1A所示，当这个回波产生在流动路径3中时，由直接与喷射有关的汽泡引起的压力作用使液体从流动路径3喷出。因此很显然，抑制回波对喷射没有大的影响。

另一方面，在汽泡喷射记录方法中，靠与墨水接触的发热元件进行再加热，这样，由于墨水的掠过，烧过的材料在发热元件的表面沉积。然而，根据墨水的种类，沉积量可能较大。如果产生沉积，墨水的喷射变得不稳定。此外，当待喷射的液体是一种加热时易于减少的液体，或着该液体是一种不能产生足够汽泡的液体时，要求液体适当地喷出而不改变任何性能。

日本已公开专利申请61--69467号和55--81172号以及美国专利4480259号都公开了使用不同的液体作为通过加热产生汽泡的液体(产生汽泡的液体)和被喷射的液体(喷射液体)。在这些出版物中，作为喷射液体和产生汽泡的液体的墨水用一个硅橡胶柔性膜或类似的元件完全隔开，以便在产生汽泡的液体产生汽泡而引起压力通过柔性膜的变形传递给喷射液体时，避免喷射液体和发热元件直接接触。采用这种结构避免了发热元件表面的沉积，而且增加了喷射液体选择的自由度。

然而，由于在这种结构中，喷射液体和产生汽泡的液体完全被隔开，通过柔性膜的膨胀---收缩变形，汽泡产生引起的压力传递给喷射液体，由此，柔性膜吸收了大部分压力。

除此之外，柔性膜的变形不是很大，这样，尽管通过将喷射液体与产生汽泡的液体分开达到了一定的作用，能效和喷射力还是减小了。

对于一种浓淡色调记录方法，日本专利公开物62--48585号公开了一种方法，即通过驱动若干发热元件来改变待喷射墨水液滴大小的方法，其中的发热元件位于一条液体流动路径中，并在所期望的时序被分别驱动。

在这个出版物中，位于一条流动路径中的两个发热元件被分别驱动。在这种情况下，当元件被同时驱动时，产生的汽泡具有最大的体积。而当它们不同时被驱动时，汽泡体积减小。由于墨水液滴大小的变化，得到了不同的浓淡色调。

在分析传统浓淡色调记录技术的现状中，本发明人注意到了由较大和较小的点组成的一种图像。理论上，理想的点应该在指定位置形成。然而，实际上图像包括一种“偏移”，上述偏移虽小，但在视觉上足以能辨认出来，图像还可能包括一种“点偏差”，上述点偏差在大约×50的放大倍数下能看出来。

类似地，当本发明人研究一种使用较大和较小的点进行平滑处理的技术时，发现了“偏移”和“点偏差”。

当分析传统大/小点形成技术主要的不稳定因素时，本发明人发现了下述两个问题。

第一个问题是，当通过用于产生具有不同尺寸汽泡的一个电热转换器装置(例如，若干加热器)产生汽泡时，汽泡的产生过程被干扰，并且，喷射液体(液滴)的体积随着汽泡产生区域的环境条件的变化而变化。

除了第一个问题外，第二个问题是，当用来形成一个图像的一种喷射液体(液滴)的喷射状态(特别是喷射速率)由于第一个问题中的原因和类似的因素发生变化时，墨水滴落的精确度下降，因此图像质量较差。对浓淡色调记录方法和应用大和小或大、中等和小点的平滑处理技术，第二问题是主要的问题，它比第一问题更普遍。

本发明的主要目的是提供一种可防止喷射液体的干扰的喷头；一种浓淡色调记录方法；一种平滑处理方法；或一种使用喷头的前置喷射(通过除记录信号之外的信号来改善喷头内的条件来进行喷射)方法。

本发明的另一个目的是要解决第一个问题并提出一种喷头以及一种应用该喷头的方法和装置。其中该喷头具有作为其特征元件的一种结构，在这种结构中，安置一个可移动构件使可选择地产生不同尺寸汽泡的汽泡产生加热装置面对汽泡产生区域放置，该可移动构件在相对喷射出口方向的下游侧有一个自由端，而在上游侧有一个支撑件；在这种结构中，即使汽泡产生区域的环境条件有轻微的变化，根据汽泡增大和一个可移动构件的位移之间的平衡，该可移动构件也能够将喷射液滴的尺寸稳定在一个理想的体积上。

本发明的另一个目的是解决上述第二个问题。在第二个问题的解决中，当靠汽泡产生发热装置产生不同尺寸的汽泡时，形成了对可移动构件本身的功能来说是最好的条件。即可移动构件本身进一步改变汽泡本身的增大，以便进一步稳定喷射液体的体积。此外，可以增加和稳定喷射液体的喷射速度。

而且，本发明的再一个目的是提供一种喷头和一种使用该喷头的方法及装置。在维持不同尺寸汽泡的稳定性时，通过增加喷射效率和喷射力，该喷头能够以高精确度将具有理想体积的液体提供到一个理想的位置。

下面对最一些优选实施例进行详细描述，通过描述，将能更清楚地理解本发明的其他目的。

更具体地说，本发明的一个目的是提供一个能够在不同的条件下喷射液体的液体喷射头，该液体喷射头包括一个喷射液体的喷射出口；一条向喷射出口提供液体的液体流动路径，该液体流动路径具有一个用于喷射液体并能够选择地产生不同尺寸的汽泡产生加热装置；一个具有至少一个可移动构件的可移动机构，该机构面对汽泡产生区域放置，该区域在经过汽泡产生加热装置的液体流动路径中，在相对喷射出口方向的下游侧可移动构件有一个自由端，而在上游侧有一个支撑件，根据靠汽泡产生加热装置产生的汽泡，可移动构件向一个方向移动并与汽泡产生区域分开。

本发明的另一个目的是提出一种根据产生的汽泡喷射液体的液体喷射方法，该方法包括下述步骤：使用一个包括一个喷射液体的喷射出口、一个装有一个用来在液体中产生一个汽泡的发热元件的液体流动路径以及一个面对发热元件放置的可移动构件的液体喷射头，上述构件可在一个第一位置和一个第二位置之间移动，而第二位置离发热元件比第一位置更远，该构件还有一个自由端；借助于根据汽泡的产生而引起的压力移动可移动构件，使相对喷射出口方向为下游侧的汽泡增大得比上游侧的汽泡更大，从而改变了可移动构件的移动状态，由此改变液体的喷射量。

本发明的又一个目的是提出一种使用喷射头的前置喷射方法，该方法包括下述步骤：使用一个包括一个喷射液体的喷射出口、一个装有一个产生汽泡的加热装置向喷射出口提供液体的液体流动路径、一个至少具有一个可移动构件的可移动机构的液体喷射头，上述产生汽泡的加热装置用于喷射液体并能选择地产生不同大小的汽泡，上述可移动机构面对汽泡产生区域放置，该区域在经过汽泡产生加热装置的液体流动路径中，在相对喷射出口方向的下游侧可移动构件有一个自由端，而在上游侧有一个支撑；向一个方向移动可移动构件，使其与汽泡产生区域分开；形成能够由汽泡产生发热装置形成的最大汽泡。使可移动构件将该最大的汽泡导向喷射出口，由此从喷射出口进行前置喷射过程。

本发明的又一个目的是提出一种使用液体喷射头喷射液体来进行浓淡色调记录的记录方法，该方法包括下述步骤：使用一个包括一个喷射液体的喷射出口、一个向喷射出口提供液体的液体流动路径、一个具有至少一个可移动构件的可移动机构的液体喷射头，上述液体流动路径中装有一个用于喷射液体并能选择地产生不同大小汽泡的汽泡产生加热装置，上述可移动机构面对汽泡产生区域放置，该区域处在经过汽泡产生加热装置的液体流动路径中，在相对喷射出口方向的下游侧可移动构件有一个自由端，而在上游侧有一个支撑件；根据每个具有不尺寸的汽泡向一个方向移动可移动构件，使其与汽泡产生区域分开；使可移动构件将汽泡导向喷射出口，以便形成与汽泡尺寸相应的不同尺寸的液滴；由此进行浓淡色调的记录操作。

本发明的又一个目的是提出一种使用一个能够喷射不同尺寸液滴的液体喷射头来进行平滑操作的记录方法，该方法包括下述步骤：使用一个包括一个喷射液体的喷射出口、一个向喷射出口提供液体的液体流动路径、一个具有至少一个可移动构件的可移动机构的液体喷射头，上述液体流动路径中装有一个用于喷射液体并能选择地产生不同大小的汽泡的汽泡产生加热装置，上述可移动机构面对一个汽泡产生区域放置，该区域处在经过汽泡产生加热装置的液体流动路径中，在相对喷射出口方向的下游侧可移动构件有一个自由端，而在上游侧有一个支撑件；根据每个具有不尺寸的汽泡向一个方向移动可移动构件，使其与汽泡产生区域分开；使可移动构件将汽泡导向喷射出口，以便向一个图像部分和一个非图像部分之间的边界处提供与汽泡尺寸相应的不同尺寸的液滴，由此进行平滑处理操作。

本发明的又一个目的是提出一种使用能够在不同的条件下喷射液体的液体喷射头墨水喷射记录装置，该装置包括：一个安装有一个液体喷射头的安装部分，其中的液体喷射头包括一个喷射液体的喷射出口；一条带有汽泡产生发热元件的液体流动路径，该发热元件用于喷射液体并能选择地产生不同尺寸的汽泡；一个带有至少一个可移动构件的可移动机构，该机构面对汽泡产生区域放置，而该区域处在经过汽泡产生加热装置的液体流动路径中，在相对喷射出口方向的下游侧可移动构件有一个自由端，而在上游侧有一个支撑件，根据汽泡产生发热元件产生的汽泡，可移动构件沿一个方向移动并离开汽泡产生区域；驱动条件选择装置给液体喷射头的汽泡产生加热装置提供一个电信号，该信号与喷射液体的记录信号相对应。

本发明的又一个目的是提出一种更实用的能够在不同的条件下喷射液体的液体喷射头，该喷射头包括一个喷射液体的喷射出口；一条包括一个第一液体流动路径和一个第二液体流动路径的液体流动路径，第一液体流动路径将液体供给喷射出口，而第二液体流动路径带有汽泡产生加热装置，该装置用来喷射液体并能够选择地产生不同尺寸汽泡；一个具有至少一个可移动构件的可移动机构，该机构面对汽泡产生区域放置，该区域处在经过汽泡产生加热装置的液体流动路径中，在相对喷射出口方向的下游侧可移动构件有一个自由端，而在上游侧有一个支撑件，通过产生汽泡使可移动构件以一个方向移动，使相对第一液体流动路径来说基本上处在一个密封状态下的自由端运动，并开启汽泡产生区域使其与喷射出口相通。

如上所述，根据本发明的液体喷射方法、液体喷射头和类似的装置，对应一条液体流动路径有若干发热元件和可移动构件，可实现高稳定性和具有高喷射方向精确度的浓淡色调图像，并且，通过可移动构件可得到具有很高质量的图像。

本发明的喷头卡盘包括一个如权利要求1或35所述的液体喷射头，以及一个储存要向所述液体喷射头提供的液体的液体容器。

本发明的液体喷射装置包括一个如权利要求1或35所述的液体喷射头，以及一个用来提供使所述液体喷射头喷射液体的驱动信号的驱动信号提供装置。

本发明的记录系统包括一个如权利要求40所述的液体喷射装置，以及一个促进记录介质上所记录的液体凝固的附加处理装置。

本发明的记录系统包括一个如权利要求40所述的液体喷射装置，以及一个促进记录介质上所记录的液体凝固的预处理装置。

此外，通过改变喷射量可实现不同的浓淡色调，并且，能维持良好的喷射特性(如再注入性)。

因而，由于上述的效果，如曲线和斜线这样的图像可用平滑的线来实现，并可提高图像的质量(如图像特性和图形)。

类似地，由于上述的效果，因为提高了喷射的稳定性，打印操作之前紧接的前置喷射能以很小的喷射液体量并在一个较短的周期内进行。

本发明其他的特性和优点将通过下面结合优选实施例的描述反应得更清楚。

在本说明书中，“上游”和“下游”是相对从液体供给源通过汽泡产生区域(可移动构件)向喷射出口的总体的液体流动方向来定义的，或着是相对结构方向定义的。

对于汽泡本身，“下游”主要指直接用来喷射液体液滴的汽泡的喷射出口侧。更确切地说，“下游”一般指相对总的液体流动方向或结构方向的汽泡中心的下游侧，或着说汽泡产生在发热元件区域中心的下游侧区域。

在本说明书中，“基本密封”一般指一种密封状态，在这种状态中，当汽泡增大时，该汽泡不会在可移动构件移动前从可移动构件周固的缝隙中逸出。

在说明书中，“分隔壁”可以指将汽泡产生区域与直接和喷射出口相通的区域分开的壁(它可以包括可移动构件)，更确切地说，指的是将包括汽泡产生区域的流动路径与直接和喷射出口相通的液体流动路径分开的壁，以便避免各个区域内液体混合。

图1A和1B是说明一个传统液体喷射头中液体流动路径结构的视图；

图2A到2D说明本发明所依据的液体喷射原理截面图；

图3是图2A到2D中液体喷射头部分切掉的透视图；

图4是说明一种传统液体喷射头中汽泡引起的压力传递的剖面图；

图5是说明以本发明所依据的液体喷射原理为基础的汽泡引起的压力传递的剖面图；

图6是表示本发明的液体喷射头中的液体流动的剖面图；

图7是本发明液体喷射头的纵向剖面图；

图8A和8B是说明本发明第一实施例中一个可移动构件和若干发热元件位置关系的一个例子的剖视图；

图9是表示本发明液体喷射头的一种驱动状态的剖面图；

图10是表示本发明液体喷射头的一种驱动状态的剖面图；

图11是表示本发明液体喷射头的一种驱动状态的剖面图；

图12是表示喷射量和映像密度之间关系的曲线图；

图13A和13B是说明传统液体喷射头中液体喷射方向的视图；

图14A和14B是说明本发明第二实施例中一个可移动构件和三个发热元件位置关系的一个例子的剖视图；

图15A和15B是说明本发明第三实施例中若干可移动构件和若干发热元件位置关系的一个例子的剖视图；

图16A和16B是说明本发明第四实施例中若干可移动构件和若干发热元件位置关系的另一个例子的剖视图；

图17A和17B说明本发明第五实施例中若干可移动构件和若干发热元件位置关系的又一个例子的剖视图；

图18A和18B说明本发明第六实施例中若干可移动构件和若干发热元件位置关系的再一个例子的剖视图；

图19A到19C是说明本发明中一种平滑效果的视图；

图20是说明本发明一个前置喷射程序的流程图；

图21A到21C是说明一个可移动构件和若干发热元件之间位置关系的视图；

图22A到22C是说明可移动构件形状的视图；

图23A和23B是本发明液体喷射头的纵向剖面图；

图24是驱动脉冲波形的简图；

图25是说明本发明液体喷射头中一条供给路径的视图；

图26是本发明液体喷射头的分解透视图；

图27是一个液体喷射头卡盘的分解透视图；

图28是表示液体喷射装置结构的透视图；

图29是液体喷射装置的方框图；

图30是表示液体喷射记录系统的立体图；

图31是表示一种喷头组件的简图。

下面将结合附图描述本发明的基本原理。

图2A至2D是沿着一液体流动路径上的一个液体喷射头的示意截面图，图3是液体喷射头部分切掉的视图。

图2A至2D中的液体喷射头包括一个热发生元件2(图2A至2D中为一个40μm×105μm的发热电阻)，该元件作为一个喷射能量产生装置向喷射液体提供热能；一个基片1，该基片上有发热元件2；以及在基片上方的与热发生元件2相应的一个液体流动路径10。该液体流动路径10与若干喷射出口18以及一个公用的液体室13相通，这个液体室为若干条液体流动路径10提供液体。液体流动路径10从公用的液体室接收的液体量与从若干喷射口18喷出的液体量一致。

在液体流动路径10中的基片上方，有一个可移动的构件或板31，它以一种弹性材料(如一种金属)悬臂梁的形式朝向热发生元件2放置。通过将感光树脂材料在液体流动路径10或基片的壁上构成图像使可移动构件31的一端固定在一个基础件(支撑构件)34或类似构件上，借助于这种结构可支撑移动构件，并形成了一个支点转轴(支点转轴部分)33。

将可移动构件31固定成在从公用的液体室13经过可移动构件31向喷射出口18喷射的大量液体的上游侧有一个支点转轴(支点转轴部分是一个固定端)33，而在支点转轴33的下游侧有一个自由端(自由端部分)32。如果可移动构件31遮住发热元件2，该可移动构件31与发热元件2相隔大约15μm的距离。在发热元件和可移动构件之间形成汽泡产生区。发热元件或可移动构件的类型、形状或位置不限于上述一种情况，只要汽泡增大和可对压力传导进行控制，就可以改变发热元件或可移动构件。为了易于理解下面将要描述的液体流动，液体流动路径10被可移动构件31分成一个第一液体流动路径14和一个第二液体流动路径16，第一液体流动路径14直接与喷射出口18相通，而第二液体流动路径16有一个汽泡产生区11和一个液体供给路径12。

由于发热元件2产生的热被传送给位于可移动构件31和发热元件2之间的汽泡产生区11内的液体，因此就象美国专利4723129号所公开的一样，在膜沸腾现象的基础上产生汽泡。上述汽泡和有由该汽泡的产生所引起的压力首先作用于可移动构件上，因此，可移动构件31以支点转轴33为轴朝着喷射出口侧运动或移动，其开度加大，如图2B和2C或图3中所示。由于可移动构件31的移动以及移动后的状态，通过汽泡的产生和汽泡自身增大所引起的压力直接向喷口传递。

下面，将描述适用于本发明的一种基本喷射原理。本发明的一个重要原理是面对汽泡放置的可移动构件从稳定状态的第一位置向第二位置移动，该第二位置是可移动构件在产生汽泡时和汽泡自身压力的作用下可移动构件移动后的位置，并且在产生汽泡时，移动可移动构件31可有效地直接将压力和/或汽泡本身导至喷射出口18(下游)。

下面对传统的没有使用可移动构件的液体流动路径结构(图4)与本发明的结构(图5)进行详细比较，其中朝向喷射出口的压力传递方向用V_A表示，朝向上游的压力传递方向用V_B表示。

在图4所示的传统的喷射头中，没有任何构件可有效地调节汽泡40所产生的压力的传递方向。因此，汽泡40的压力传递方向通常沿汽泡的表面弯曲，就象由V1----V8指示的方向一样，在这些方向中对应几乎半个汽泡上的紧靠近喷射出口部分的传递压力(V1----V4)中，有对液体喷射最有效的V_A方向的压力分量。由于上述分量直接影响液体喷射效率、液体喷射力和喷射速度，所以这部分是最重要的，而且，压力V1最接近喷射方向V_A，它是最有效的，而V4有一个比较小的V_A方向的分量。

另一方面，如图5所示，本发明中的可移动构件31可有效地向下游(喷射出口侧)导向，否则，汽泡的压力V1----V4朝各个方向传递。这样，汽泡40的压力传递方向被集中，以便于汽泡40的压力能直接地、有效地用于喷射。

汽泡自身的增大方向与压力传递方向V1----V4同样是朝向下游的，而且汽泡在下游侧比上游侧增大更多。结果，可移动构件控制了汽泡自身的增大方向，同时也控制了汽泡的压力传递方向，因此，从根本上改善了喷射效率、喷射力和喷射速度或类似性能。

再参照图2A至2D，下面将详细描述上述液体喷射头的喷射情况。

图2A表示施加能量前，如向发热元件2施加电能前的一种状态，此时没有热产生。应该注意，可移动构件31的位置要至少面对由于发热元件产生的热而引起的汽泡的下游。换句话说，为了汽泡的下游部分作用在移动构件上，液体流动路径的结构是这样的：可移动构件31至少向发热元件区域的中心3的下游位置(通过发热元件区域的中心3的一条线的下游并垂直于流动路径的长度方向)延伸。

图2B表示施加能量时的一种状态，此时向发热元件2通电使发热元件2发热，充入汽泡产生区域11中的部分液体被上述产生的热加热，因此，由于膜沸腾的结果而产生汽泡。

此时，可移动构件31靠产生汽泡40时的压力从第一位置移向第二位置，以便将压力传递到喷射出口。应该注意，如上所述，可移动构件31的自由端32位于下游侧(喷射出口侧)，并且，支点转轴33位于上游侧(公用的液体室侧)，因此至少一部分可移动构件面对汽泡的下游部分，即发热元件的下游部分。

图2C表示汽泡40进一步增大的一种状态。借助于汽泡40引起的压力，可移动构件31进一步移动。在下游产生的汽泡比上游增大得更多，汽泡扩大大大超出可移动构件的第一位置(虚线位置)。这样，随着汽泡40的增大，可移动构件31逐渐移动，因此，体积大大发生变化的汽泡40的压力传递方向，即汽泡增大的方向全部指向喷射出口，以此可增加喷射效率。当可移动构件将汽泡和汽泡产生的压力导向喷射出口时，几乎不干扰上述传递和增大，因此可以根据压力的大小有效地控制压力的传递方向和汽泡的增大方向。

图2D表示由于膜沸腾时汽泡中的压力减小而产生的汽泡40缩小和消失的一种状态。

靠可移动构件自身的弹性和汽泡缩小产生的负压提供的回复力，已移到第二位置的可移动构件31回复到图2A中的初始位置(第一位置)。汽泡消失时，从公用的液体室侧流回的液体用V_D1和V_D2表示，喷射出口侧流回的液体用V_C表示，从而可补偿汽泡产生区域11中汽泡体积的减少和补偿喷射液体的体积。

上文已对汽泡产生时可移动构件的运动情况和液体喷射情况进行了描述。现在将描述本发明所应用的向液体喷射头补充液体的情况。

当汽泡体积达到最大(图2C)后，汽泡40进入汽泡消失阶段，而足以补偿汽泡消失体积的液体从第一液体流动路径14的喷射出口18侧和从第二液体流动路径16的汽泡产生区流入汽泡产生区域。在传统的液体流动路径结构中没有可移动构件31，从喷射出口侧和从公用的液体室到汽泡消失位置的液体量是根据与汽泡产生区域相比更靠近喷射出口的部分和更靠近公用液体室的部分中的流动阻力确定的(根据液体的流动阻力和惯性确定这些量)。

因此，当供给路径侧的流动阻力小于另一侧的流动阻力时，大量液体从喷射出口侧流入汽泡消失的位置，因而形成凹的新月形。特别是为提高喷射效率而减少喷射出口处流动阻力时，在汽泡消失时新月形M凹进增加，因此使补充时间较长，使高速打印很困难。

根据本发明的结构，由于可移动构件31的存在，当汽泡消失使可移动构件回到初始位置时，新月形凹陷停止，然后，靠经过第二流动路径16的流量V_D2来完成与体积W2相应的液体量的供给。在已有技术中，汽泡的一半体积W为凹的新月形的体积，但根据本发明的上述实施例，只有小于体积W的大约1/2体积W1为凹的新月形的体积。

此外，在汽泡消失时，由于压力，不得不沿着可移动构件31的发热元件侧的表面从第二液体流动路径的上游(V_D2)向体积W2供应液体，这样，可完成一种更快速的液体补充。

当通过汽泡消失时的压力向传统的喷射头部补充液体时，新月颤动的增加使图象质量降低。然而根据本实施例，喷射出口侧第一液体流动路径14中和汽泡产生区域11的喷射出口侧的液体流动被抑制，所以，新月形的颤动最小。

因此，根据本发明所应用的上述结构，靠经第二流动路径16的液体供应路径12向汽泡产生区域强制补液以及靠抑制新月形凹进和颤动，可完成高速补液。而且，可实现稳定的喷射和稳定的反复高速喷射，当本实施例用于记录领域时，可改善图象质量和高速记录性能。

上述结构还具有下面的有效的功能。它可抑制由于汽泡产生而引起的向上游侧(回波)的压力传递。在发热元件2上产生的所有汽泡中，公用液体室13一侧(上游)上的汽泡的大部分压力变成一个力，这个力将液体推回到上游侧(回波)。回波在上游侧产生压力，导致液体移动和液体移动的惯性力，并减少了向液体流动路径补充液体，在这种结构中，可移动构件31抑制了上游侧的这些效应，因此，进一步提高了补充液体的性能。

下面将进一步描述其特性和有益效果。

第二液体流动路径16带有一个液体供应路径12，该路径12有一个与发热元件2(发热元件的表面没有大的凹陷)的上游侧基本齐平的内壁。这种结构将液体沿着可移动构件31的表面在靠近由V_D2指示的汽泡产生区域11的位置提供给发热元件2的表面和汽泡产生区域11。此外，抑制了发热元件2表面上的液体的停滞，因此，抑制了液体中所溶解的气体的逸出，并且不难驱除没消失的残余汽泡，此外，在液体中没有积累大量的热。因而，可高速地重复产生稳定的汽泡。在这种结构中，液体供应路径12有一个基本上平的内壁(但不仅仅限于此种方式)，如果液体供应路径有从发热元件表面光滑地延伸的一个内壁，这种液体供给路径是令人满意的，因此，不会在发热元件表面发生液体停滞，并且不会在液体供给中产生紊流。

经过由V_D1表示的可移动构件一侧处的一个空隙(缝隙35)，将液体输入气泡产生区域。为了在汽泡产生时更有效地将压力导向喷射出口，可以使用一个遮住整个汽泡产生区域(遮住发热元件的表面)的较大的可移动构件，如图2A至2D所示。当可移动构件回到第一位置，使汽泡产生区域11和靠近喷射出口的第一液体流动路径14的区域之间的液体阻力增加时，能够抑制液体沿着V_D1向汽泡产生区域11流动。然而，根据这种头部结构，因为存在一股有效地向汽泡产生区域提供的液流VD1，大大地提高了液体的供给性能，并且，即使靠可移动构件31遮住汽泡产生区域11来提高喷射效率，液体的供给性能也不降低。

可移动构件31的自由端32和支点转轴33之间的位置关系例如，如图6所示，自由端在支点转轴的下游位置，在汽泡产生时，这种结构能够有效地确保将压力传递方向和汽泡增大方向引向喷射出口一侧或类似位置上的这种功能和效果。此外，这种位置关系不仅能有效地完成与喷射有关的功能和效果，并且在供给液体时，还能有效地减少流经液体流动路径10的液体流动阻力，因此可高速补充液体。如图6所示，当新月形M由于喷射而凹进时，通过表面张力该弯月回到喷射出口18，或者当液体用于补偿汽泡的消失时，自由端和支点转轴33位于不受流过液体流动路径10的S1、S2、S3流干扰的位置上，该液体流动路径10包括第一液体流动路径14和第二液体流动路径16。

更确切地说，在上述的这种结构中，可移动构件31的自由端32面对着将发热元件2分成一个上游区和一个下游区的区域中心3的下游位置，【通过发热元件区域中心(中心位置)并垂直与液体流动路径的长度方向的线】。在发热元件中心位置3的下游侧，可移动构件31在很大程度上受到使液体喷射的压力和汽泡的作用，并将这个力导向喷射出口侧，结果从根本上改善了喷射效率和提高了喷射力。

如前所述，利用汽泡的上游侧还得到了另一个有益效果。

而且，一般认为这种结构中可移动构件31自由端的瞬时机械运动有助于液体喷射。

图7是本发明第一实施例的液体喷射头的一个液体流动路径的截面图。图8A是表示沿图7中8A---8A线从A方向看到的截面结构的截面图。图8B是表示沿图7中8B---8B线从B方向看到的截面结构的截面图。

如图7至8B所示，本发明的液体喷射头有一个基片1，该片上有一些(本实施例中有两个)电热转换件(后面称之为发热元件)2--1和2--2和导线电极5--1，5--2和5--3。“发热装置”包括与一个喷射出口相应的一些发热元件。在下述的其他实施例中也是如此。上述发热元件位于喷射出口配置方向，用于为产生汽泡的液体提供热能。至少一个发热元件可独立地运行。导线电极用于向发热元件提供电信号。一个第二液体流动路径(产生汽泡的液体流动路径)16位于基片1之上，而直接与喷射出口18相通的第一液体流动路径(喷射液体流路径)14位于第二液体流动路径之上。第一液体流动路径14的上游侧与一个第一公用液体室15相通，以便向若干条第一液体流动路径提供喷射液体。第二液体流动路径16的上游侧与一个第二公用液体室17相通，以便向若干条第二液体流动路径提供汽泡产生的液体。一个由弹性材料(例如一种金属)形成并带有可移动构件31的分隔壁30位于第一和第二液体流动路径之间，用于将第一液体流动路径14中的喷射液体与第二液体流动路径16中的产生汽泡的液体分隔开。当产生汽泡的液体与喷射液体不互相混合时，最好利用该分隔壁尽可能全部地将第一液体流动路径14与第二液体流动路径16分开。当然，如果产生汽泡的液体和喷射液体是同一种液体，或在某种程度上液体相互混合不存在问题的时候，分隔壁必须具有完全分隔的功能。参照图7，一个带槽的部件50是将第一液体流动路径14的壁和喷射出口18整体成形得到的一个部件。带槽部件50、基片1和分隔壁30组成了液体喷射头。

分隔壁的一部分位于发热元件2--1和2--2表面上的一个突起空间(下面称之为喷射压力产生区域，图11中的汽泡产生区域11为区域A和区域B)，由于有一个缝隙35，该分隔壁的一部分以一种悬臂梁的形式形成可移动构件31，它在喷射出口侧有一个自由端(流向喷射出口的液体的流动下游侧)，在公用液体室(15，17)侧上有一个支点转轴33(流向喷射出口的液体的流动上游侧)。由于可移动构件31面对汽泡产生区域11(B)放置，当汽泡产生时，该构件朝向第一液体流动路径的喷射出口开启(以图7中箭头所指的方向)。在这种情况中，通过改变发热元件2--1和2--2的运行条件，由该元件产生的汽泡和可移动构件的移动量发生变化，由此可改变液体喷射量。

上面已描述了液体供应路径12和发热元件2之间的位置关系。在本实施例中，位置关系与第二液体流动路径16和发热元件2的位置关系相同，第二液体流动路径16伸至发热元件下游侧的固定端。

下面将结合附图9至11描述上述头部的运行情况。本实施例头部运行的特征之一是进行浓淡度控制。

为了易于理解本发明，使用相同的水基墨水作为供给第一液体流动路径14的喷射液体以及供给第二液体流动路径16的产生汽泡的液体。

图9表示了发热元件2--1和2--2都不工作的一种状态。这种情况下，在分隔壁30上形成的可移动构件31不变形，喷射量为零。

图10表示了应用电压为24伏、脉冲宽度为5μS的驱动信号(脉冲)使发热元件2--1和2--2中只有一个元件2--1处于运行状态的情况。如公开号为61-59914的日本专利公开文献中所描述的膜沸腾是由作用在补入第二液体流动路径16的产生汽泡的液体上的发热元件2--1产生的热引起的，并由此产生汽泡。此时可移动构件31受到汽泡产生的能量(压力)作用而升起，于是可移动构件31的可移动端在第一液体流动路径14中移动量为H1的高度。经过与H1的值相应的间隙，汽泡进入已注入喷射墨水的第一液体流动路径14。结果，汽泡压力波主要向第一液体流动路径14的喷射出口侧传递，喷射的墨水量为V1。

图11表示了应用与上述相同的驱动信号使发热元件2--1和2--2都运行以便加热墨水和产生汽泡的状态。汽泡产生的能量比图10中所示的情况大。由于汽泡产生能量的作用使可移动构件31的可移动端升高H2的高度。可移动构件31的移动量达到最大量。经过与H2高度相应的间隙，汽泡产生区域中产生的汽泡进入已注入喷射墨水的第一液体流动路径14，喷射出的油量墨量为最大喷射量V2。

尽管没有示出，当改变发热元件2--1和2--2的加热器尺寸时，并且在只有发热元件2--2用于产生汽泡时，因为可移动构件31移动量与H1和H2不等，可获得与V1和V2不等的喷射量。

如上所述，根据本发明，通过改变所驱动的发热元件的数量和位置，可改变可移动构件31的移动状态(如移动量)，以便以不同的量喷射液滴。

本发明中，由于上述原理，即可移动构件的移动将汽泡导向喷射出口以及这种现象的协同效果，与传统的喷射头相比，可以更高的能量效率和更高的喷射压力喷射墨水。

如上所述，由于对一个喷嘴或可移动构件配置了若干发热元件，并通过各个发热元件工作或不工作操作的组合，可以控制可移动构件31的移动量。

通过这种操作，可控制来自第一液体流动路径14的喷射量。结果是能以不同的浓淡色调来表达记录的信息。

因此，利用若干发热元件，可获得不同浓淡色调的表示。

表1示出了本实施例喷墨头的喷射量与各个发热元件的工作或不工作操作组合之间的关系。

用在本实施例中的液体喷射头是一种如图7至11中所示的头部。该喷墨头有一些喷射出口，每个喷口的直径为34μm，间距为70.5μm。发热元件2--1和2--2的尺寸相同，均为18μm×100μm。元件的驱动条件是：电压为24伏，脉冲宽度为5μS和驱动频率为200Hz。在获得一种喷射量的过程中，每个发热元件运行状态中喷射20,000次的墨水总量被喷射的次数除，就可得到一个平均值。在本实施例中，产生汽泡的液体和喷射液体使用同一种水基墨水。

表1

	发热元件的工作/不工作操作		喷射量(ng)
	发热元件的工作/不工作操作			2--1	2--2
	(a)	不工作		2--1	2--2	不工作	0
(b)	(a)	不工作	工作	不工作	40	不工作	0
(b)	(c)	工作	工作	不工作	40	工作	80

(a)当发热元件2--1和2--2都不工作时，可移动构件31的移动量为零，因而喷射量也为零。

(b)当只有一个发热元件2--1运行时，喷射量为40ng。

(c)当发热元件2--1和2--2都运行时，可移动构件31的移动量大于只有一个发热元件2--1运行时获得的移动量，此时喷射量为80ng。

参照图12，以上述喷射量形成的图像由映像密度来表示。

由于映像密度是与墨水喷射量成正比的，如果靠两个发热元件工作或不工作操作的组合以四种等级改变墨水的喷射量，可获得相应于四个等级水平的不同映像密度，如图12所示。

本发明由于存在可移动构件，液体喷射效率和喷射压力比上述传统液体喷射头中的效率和压力都高，所以即使重复喷射小液滴，也可通过改变喷射量，在浓淡色调记录操作中进行稳定的喷射。

另外，如上所述，因为靠可移动构件的操作可完成高速补液，本发明的液体喷射头可高速运行。再者，当发热元件分别运行时，在传统的液体喷射头中喷射方向可能改变。图13A和13B就示出了这种状态。在图13A示出的情况中，相对于喷射出口为右侧的发热元件2--1运行。此种情况中，从喷射出口将液体喷射向左侧喷射。如图13B所示，当相对于喷射出口为左侧的发热元件2--2运行时，将液体喷向右侧。在本发明的液体喷射头中，由于有了可移动构件31，即使发热元件分别运行，汽泡产生的能量还是被导向喷射出口的中心，从而在喷射方向的范围内能稳定地喷射液体，使之与发热元件和液体流动路径的相对位置无关。如上所述，根据本发明，因为可以一个高的喷射频率稳定地喷出小液滴，所以，可以高速进行高质量的浓淡色调记录。

图14A和14B是本发明第二实施例的液体喷射头的截面图，该截面图与上述图18A和18B所取的方向相同(在图14A和14B中省略了导线电极的图示)。在第二实施例中，为了喷射较小的液滴，第一实施例中的两个发热元件形状不同。在这个实施例中，相对于喷射出口为右侧的发热元件2--1的尺寸为13μm×100μm，相对喷射出口左侧上的发热元件2--2的尺寸为23μm×100μm。即右侧的发热元件比左侧的大。注意，每个可移动构件的尺寸为40μm×210μm。

对这种结构，除了上述第一实施例的效果外，当只有一个发热元件2--1运行时喷射量减少，由此可喷射较小的液滴。由于通过具有较大面积的发热构件获得的喷射量与通过具有较小面积的发热元件获得的喷射量不同，所以浓淡色调的显示范围较大。

在这个实施例中，使用了两个发热元件，但也可以将三个或更多的发热元件沿着喷射出口的方向放置。图15A和15B示出了本发明的第三实施例，其中，将液体喷射头的两个发热元件沿液体向相对于可移动构件31的喷射出口流动的流动方向放置。图15A是与图14A相同的截面图。图15B是与图14B相同的截面图。在这个实施例中，两个发热元件放置在一条液体流动路径中，每个发热元件的尺寸为40μm×50μm，它们可分别运行，并且，尺寸为40μm×210μm的可移动构件31也被放置在上述液体流动路径中。在本实施例中，加热装置也包括若干发热元件。并且，在本实施例中，可移动部件31的变形量可由各个发热元件的工作和不工作的操作组合来控制，由此可控制墨水的喷射量。因而，记录信息可用不同的浓淡色调来表示。在这个实施例中，发热元件沿着液体流向喷射出口的流动方向布置。由于这种出色的布置，即使液体流动路径的宽度随该液体流动路径的密度增加而减小，仍可以高速实现高密度浓淡色调的记录。

此外，在这个实施例中，如果将发热元件做成不同的形状，可增加喷射量最大值和最小值之差，由此，进一部扩大了浓淡色调的显示范围。

除此之外，在这个实施例中，将发热元件的数目设置成两个。当然，本发明并不仅限于此，可以沿液体流向喷射口的流动方向放置3个或更多的发热元件。

图16A和16B示出了本发明的第四个实施例，其中相对于一条第一液体流动路径和一个喷射口放置了若干可移动构件31。图16A是与图15A相同的截面图。图16B是与图15B相同的截面图。在这个实施例中，两个发热元件平行放置，其中每个发热元件的尺寸为18μm×100μm，并可分别驱动，作为移动机构的两个可移动构件31放置在与发热元件相对应的位置上，其中每个可移动构件的尺寸为20μm×210um。在这个实施例中，加热装置还包括若干发热元件。此外，将一个分隔壁放置在一个第二液体流动路径中，以便将由发热元件2--1和2--2形成的汽泡产生区域彼此分开，由此，将第二液体流动路径分成两个液体流动路径16--1和16--2。当在第二液体流动路径中的发热元件2--1运行使其中的液体中产生汽泡时，通过汽泡产生时引起的压力，可移动构件31--1向第一液体流动路径移动许多。结果，汽泡朝向喷射出口增大，并且，借助于传递给第一液体流动路径的压力，从喷射口喷出预定的液体量。当两个发热元件2--1和2--2同时运行时，所获得的液体喷射量约为仅一个发热元件2--1运行时所获得的液体喷射量的两倍。

表2示出了下面条件下使用第二实施例的液体喷射头所得到的平均液体喷射量：

驱动信号：电压 24V

脉冲宽度 5μm

驱动频率 200Hz

使用相同的水基墨水作为产生汽泡的液体和喷射液体。

在所得到的液体喷射量中，在每个发热元件为运行状态期间对液体进行20,000次喷射所消耗的墨水总量的被喷射次数除，就可得到一个平均值。

表2

在这个实施例中，与已有技术相比，液体能以一个非常稳定的状态喷射两种不同的量，并且能以高速度和理想的浓淡色调特性进行三种浓淡色调的记录。

此外，在这个实施例中，由于将第二液体流动路径分成了两个液体流动路径16--1和16--2，当发热元件分别运行时，可防止汽泡压力朝第二液体流动路径壁(两侧)逸散，因而可更有效地移动可移动构件31--1和31--2。这样，进一步提高了喷射效率和喷射力。结果能够进一步改善浓淡色调的稳定性。

由于通过每个发热元件形成的汽泡产生区域被分隔壁38分开，通过各个发热元件来产生汽泡的过程互不干扰。由于这个原因，可减少汽泡产生的压力损失，该压力损失是由两个发热元件同时运行时汽泡产生时间略有偏差(在压力增加/减少的汽泡喷射系统中汽泡产生/消失的时间量级为几μS到几十μS)引起的，因而可提高喷嘴之间或每个喷嘴喷射中特性的均匀性。

在这个实施例中，两个发热元件有相同的尺寸。当然、这些元件也可有不同的尺寸。

此外，在这个实施例中，两个可移动构件的尺寸相同。当然，这些构件也可有不同的尺寸。

再者，在这个实施例中，各个可移动构件和发热元件的位置与喷射出口有相同的距离。显然，这些构件和元件与喷射出口的距离也可不同。

图17A和17B示出了本发明第五个实施例，其中相对于一个第一液体流动路径和一个喷射出口放置了若干可移动构件31，并且，两个发热元件沿着液体向着与各个可移动构件相应的喷射出口流动的方向放置。图17A是与图16A相同的截面图。图17B是与图16B相同的截面图。在这个实施例中，两个可移动构件31放置在一个与液体流向喷射出口的流动方向平行的液体流动路径中，且每个可移动构件的尺寸都是20μm×210μm，两对发热元件沿着液体向着与各个可移动构件相应的喷射出口流动的方向放置，每个发热元件的尺寸为18μm×50μm。

配置一个分隔壁38将相对各个可移动构件放置的两对发热元件(2--1和2--2，2--3和2--4)分开，并在各个可移动构件之间形成公用的缝隙。

这种结构与第四实施例相似，当每个发热元件运行时，可防止压力向第二液体流动壁(两侧)逸散。因而，在各发热元件同时运行时，不存在由于汽泡产生时间差而引起的压力损失，由此，可移动构件31--1和31--2能够更有效和更稳定地移动。

因此，由于对于各可移动构件设置了两对发热元件，可获得更好的浓淡色调特性。

而且，由于各个可移动构件之间存在公用的缝隙，可以高密度地放置可移动构件并且可移动构件制造简单。

在这个实施例中，相对于各个可移动构件采用了两个发热元件。当然，也可使用三个或更多的发热元件。换句话说，如果需要，可改变可应用于每个移动构件上的发热元件数量。

图18A和18B示出了本发明的第六实施例，其中，对于一条第一液体流动路径和一个喷射出口设置了一个可移动构件，并且用一个分隔壁将两个发热元件相互分开。图18A是与图17A相同的截面图。图18B是与图17B相同的截面图。在这个实施例中，设置的可移动构件的尺寸为40μm×210μm，并且两个发热元件位于喷射出口的布置方向上，每个发热元件的尺寸为18μm×100μm。此外，一个分隔壁放置在第二液体流动路径中，以便将发热元件2--1和2--2相互分开，所以，第二液体流动路径被分成两个液体流动路径16--1和16--2。

这种结构与上述第四实施例相似，当各发热元件运行时，可防止压力向第二液体流动路径壁(两侧)逸散。由于这种效果和类似效果，每个可移动构件31能够有效和稳定地移动。

由于有可移动构件31，即使在发热元件分别运行时，汽泡产生的能量也被导向喷射出口的中心，由此在喷射方向上可稳定地喷射液体。

本发明的第一到第六实施例中的每一个都举例说明了一种带有包括第一和第二液体流动路径的两个流动路径结构的液体喷射头。当然，本发明并不仅限于此。显然，本发明同样能适用于具有单一流动路径结构的液体喷射头，在这种结构中，如图2A至2D和图3、5或6所示，一条液体流动路径不用分隔壁隔开。

在第一到第六个实施例的每个实施例的液体喷射头中，液体喷射效率和喷射力都比传统的液体喷射头高。此外，如上所述，喷射性能稳定，喷射方向的精确度高。此种效果适用于可提高画线和类似操作质量的平滑修整/记录技术，以便于更好的平滑处理效果。图19A示出了用相同的喷射量记录的一条直线。图19B和图19C分别是以两种不同的喷射量(较大的或较小的点)和三种不同的喷射量(较大的、中等的和较小的点)记录的直线。使用两种或三种不同的喷射量，记录/显示了较平滑的直线，对传统的液体喷射头若想稳定和恰当地将小液滴喷射到理想的位置是困难的。与此相反，本发明的液体喷射头能够稳定地喷射几种不同量的液体，并在喷射量和理想的位置上有较高的精确度。由于这个原因，可进行有效的平滑操作。

通过这种效果，字母和图形边界可以平滑可靠地显示出来，从而改善打了印效果。

此外，由于具有如第一至第六实施例的每一实施例所述结构的液体喷射头有若干发热元件，在打印操作之前可有效地进行预喷射操作，因此可提高打印的稳定性。图20是在第一实施例中的液体喷射头从打印开始到打印结束的顺序过程流程图。在打印准备状态，当输出打印开始信号时，进行预喷射操作。此后，打印操作开始。为了防止当时不用的喷嘴阻塞，甚至在打印操作进行的同时还进行预喷射操作。根据环境情况，预喷射操作在驱动频率为几百Hz到几千Hz下运行几次到几千次。在本发明中，当进行这些预喷射操作来实现高可靠性的打印操作时，发热元件2--1和2--2同时运行；即使这种预喷射操作的喷射次数比已有技术中的喷射次数少，也不会出现任何喷射故障和类似的情况。因而，可有效地获得更可靠的打印质量。

如上所述，根据上述喷射方法、本发明带有与液体喷射路径相对应的若干发热元件和可移动构件的液体喷射头和类似装置、以及以新的喷射原理为基础的结构，可具有高可靠性的浓淡图象和高准确度的喷射方向，并且，由于存在可移动构件可以得到非常高质量的图象。

此外，根据喷射量的变换可取得不同浓淡色调，并且，可以保持出色的喷射特性(例如补液特性)。

而且，由于上述的效果，例如图像中的曲线和斜线可用光滑的线画出，并且可提高图像质量，例如字母和图形的质量。

类似地，由于上述的效果，因为提高了喷射的可靠性，所以在短时间内紧接着打印之前的预喷射的次数可非常少。

在上文中，已对本发明各个实施例液体喷射头的主要部分和液体喷射方法进行了描述。现在，将进一步详细描述适于上述实施例的其它实施例。除非特别说明，下面的例子适于单一流动路径形式和两个流动路径形式。

图21A至图21C示出了上述可移动构件31和第二液体移动路径16之间的位置关系，其中，图21A是分隔壁30中可移动构件31位置的俯视图，图21B是没有分隔壁30的第二液体流动路径16的俯视图。图21C是可移动构件6和第二液体流动路径16之间的位置关系的示意图，图中这些构件相互重叠。在图21A至21C中，每个图的下侧表示形成液体喷射口的前侧。

在该实施例中，在发热元件2--2的上游侧(该上游侧是大量液体经过发热元件部位、可移动构件部位和第一流动路径，从第二公用液体室侧向喷射出口流动的上游侧)，第二液体流动路径16有一个喉口截面19，以便于在第二液体流动路径16中产生汽泡时，提供一个室(汽泡产生室)来有效地抑制产生的压力容易向上游侧释放的现象。一种类似的结构在上述图17中已描述过了，并且，在图14到20的实施例中已形成了上游侧和下游侧喉口部分19。

在传统的喷墨头中，产生汽泡的流动路径和喷出液体的流动路径是相同的，并且有一个喉口部分来防止由发热元件产生的压力向液体室释放，考虑到能充分地补充液体，喉口部分的横截面积不应太小。

然而，在本实施例中，大部分的液体是来自第一液体流动路径，并且，具有发热元件的第二液体流动路径中产生汽泡的液体消耗不多，因此，向汽泡产生区域11中补充的产生汽泡的液体较少。而且，喉口部分19处的缝隙可以非常小，例如，象几μm到十几个μm那样小，因此，进一步抑制了第二液体流动路径中产生的压力的释放，并进一步将上述压力集中在可移动构件侧。经过可移动构件31可将压力作用喷射力，所以，喷射效率高和喷射力大。第二液体流动路径16的形状不只限于以上描述，如果汽泡产生引起的压力被有效地传递给可移动构件侧，第二液体流动路径可以是任意形状。

如图21C所示，可移动构件31的两侧遮住了构成第二液体流动路径的两个壁，所以避免了可移动构件31落入第二液体流动路径中。这样，上述喷射液体和产生汽泡的液体之间的间隔更大。而且，抑制了汽泡从上述缝隙释放，并进一步增加了喷射压力和喷射效率。此外，上述汽泡消失时靠压力从上游侧再补充液体的效果加强了。

在图10和11中，由于可移动构件6朝第一液体流动路径14侧移动，第二液体流动路径4的汽泡产生区域中产生的汽泡的一部分，进入第一液体流动路径14侧。通过选择第二液体流动路径的高度，促进汽泡扩散，与没有汽泡扩散的情况相比，其喷射压力进一步增大。为使汽泡进入第一液体流动路径14，第二液体流动路径16的高度最好低于最大汽泡的高度值，例如，最好为几μm到30μm。在这个实施例中，其高度为15μm。

图22A和22C示出了可移动构件31的其他实施例，其中标号35代表在分隔壁中形成的缝隙，并且该缝隙有效地与可移动构件31配合。在图22A中，可移动构件是一个长方形，在图22B中，可移动构件在支点转轴侧较窄，以便于可移动构件的运动，在图22C中，它有一个较宽的支点转轴侧，以便提高可移动构件的使用寿命。因考虑了操作的便利性和使用寿命，如图22A所示，希望可移动构件支点转轴处变窄且为弓形。当然，可移动构件不只限于上述这种形状，如果它不进入第二液体流动路径侧，它可以是任何形状，并在使用寿命的前题下能使操作便利。

在上述的实施例中，板或薄片可移动构件31和具有这种可移动构件的分隔壁5用厚度为5μm的镍制成，但不只限于这一个例子，如果可移动构件对产生汽泡的液体和喷射液体具有抗溶解性，如果它具有足够的弹性使之运动，如果可形成所要求的细缝隙，可移动构件可以由任何材料制造成任何形式。

用作可移动构件的材料的推荐实例包括使用寿命长的材料，例如：银、镍、金、铁、钛、铝、铂、钽、不锈钢或磷青铜之类的金属，上述材料的合金，含有腈基的树脂材料，例如丙烯腈、丁二烯或苯乙烯，含有酰胺基的树脂材料，例如聚酰胺，含有羧基的树脂材料，例如聚碳酸脂，含有醛基的树脂材料，如聚缩醛，含有砜基的树脂材料，例如聚砜，树脂材料，例如液体结晶聚合物，以及它们的组合物，对墨水有较高阻力的材料，例如象金、钨、钽、镍、不锈钢或钛那样的金属，这些金属的合金，用上述金属涂敷的材料，如聚酰胺之类的含有酰胺基的树脂材料，含有醛基如聚缩醛的树脂材料，含有酮基如聚醚酮醚的树脂材料，含有亚胺基如聚酰亚胺的树脂材料，含有羟基如酚醛树脂的树脂材料，含有乙基的如聚乙烯的树脂材料，含有烷基如聚丙烯的树脂材料，含有环氧基如环氧树脂的树脂材料，含有氨基如密胺树脂的树脂材料，含有羟甲基的如二甲苯树脂的树脂材料，它们的组合物，如二氧化硅的陶瓷材料，二氧化硅的组合物。

分隔或分离壁的材料最好为具有高热阻、高溶解阻力、成型特性好的树脂材料，更具体地说为现代的工程塑料树脂材料，例如聚乙烯，聚炳烯，聚酰胺，聚乙烯对苯二甲酸，密胺树脂，酚醛树脂，环氧树脂，聚丁二稀烯，聚氨甲基酸乙脂，聚醚醚酮，聚醚砜，多芳基化合物，聚酰亚胺，聚砜，一种液体结晶聚合物(LCP)及其组合物，金属如二氧化硅、四氮化二硅、镍、金、不锈钢，这些金属的合金，这些金属的化合物，涂覆钛或金的材料。

分隔壁的厚度取决于所用的材料和形状，从壁应有足够的强度并且可移动构件应有足够的操作可靠性来考虑，一般理想的厚度为大约0.5μm到10μm。

在实施例中，可移动构件31带有的缝隙35的宽度是2μm。当产生汽泡的液体和喷射液体是不同材料而且两种液体不混合时，所确定的间隙要能够在液体之间形成一个新月形，这样就避免了不同液体间的混合。例如，当产生汽泡的液体粘度大约为2cps，而喷射液体的粘度为100cps或更高时，大约5μm的缝隙足以避免液体的混合，但一般希望为3μm或更小。

如果本发明应用一个几μm等级的缝隙来达到一种基本密封的状态，则可获得一种更可靠的结构。

下面将描述带有给液体加热的发热元件的基片结构。

图23A和23B是本发明的液体喷射头纵向截面图，其中图23A示出了一个带有保护层的喷射头(后面将要描述)，图23B示出了一个没有保护层的喷射头。

图23A和图23B是图8A和图8B及类似图中所示的实施例的纵向截面图，在图示的纵向截面中只图示了若干发热元件中的一个。

在基片1上，安装了一个带槽部件50，该部件50含有第二液体流动路径16、分隔壁30、第一液体流动路径14和用于形成第一液体流动路径的槽。

基片1含有一个铝或类似物质模制的导线电极(0.2μm到0.1μm厚)和一个铪硼化物(HfB₂)、一氮化钽(TaN)、铝化钽(TaAL)或类似物质的膜制电阻层105(0.01μm到0.2μm厚)，该电极和电阻层在一个氧化硅膜或四氮化三硅膜106上形成发热元件，以便于绝缘和聚热，而膜本身又处在硅或类似物质制成的基片107上。经过两个导线电极104将电压施加给电阻层105，电流流过该电阻层产生热。在电阻层上的两个导线电极之间有一个氧化硅、四氮化三硅或类似物质的保护层，该层厚度为0.1μm到2.0μm，此外，在保护层上形成一个钛或类似物质的抗汽蚀层(0.1μm到0.6μm厚)，以便保护电阻层105不受各种液体如墨水的侵蚀。

汽泡产生和消失时的压力波和震激波很强，以致使比较容易损坏的氧化膜寿命减低。因而，使用一种金属材料如钽(Ta)作为抗汽蚀层。

根据液体的组合物、液体流动路径的结构和电阻的材料的情况，可以省去保护层。在图23B中示出了其中的一个例子。例如，不需要保护层的电阻材料包括铱--钽-铝合金或类似的物质。这样，上述实施例中发热元件的结构中可以只有电阻层(热发生部件)或带一个保护电阻层的保护层。

在这个实施例中，发热元件有一个含有电阻层的发热部件，该部件响应电信号而产生热。发热元件不仅仅限于此种，只要在汽泡产生区域产生足以喷射喷射液体的汽泡即可。例如，产生热的部件可以是一个光热传感器，在接收到光如激光束时该传感器产生热量，或者在接收到高频光波时产生热量。

在基片1上，除了构成发热元件的电阻层105和用于向电阻层提供电信号的导线电极104构件，一些功能件(例如半导体管、二极管、锁存器和用于选择地驱动发热元件的移位寄存器)也可以整体地装在内部。

为了通过驱动上述基片1上的发热元件来喷射液体，通过导线电极104从驱动选择装置150向电阻层提供如图24中所示的矩形脉冲，以便在两个导线电极之间的电阻层105内产生瞬时热。在前述实施例的喷射头中，采用24伏的电压、7μsCC宽的脉冲、150mA的电流和6Hz的频率的电能，来驱动发热元件，由此，按照前述的过程，液体墨水从喷射出口喷出。

参照图23A和23B，“31a”和“31b”表示出当靠上述汽泡产生单元产生汽泡时可移动构件是如何移动的。

通过选择驱动发热元件2--1和2--2，可移动构件能够以不同的量移动，如“31a”和“31b”所表示的。因此，运行时可改变喷射状态，如喷射量。此外，通过改变上述条件，例如电压和脉冲宽度，可以将喷射状态变到一定的程度。

下面将对带有不同液体的液体喷射头结构进行描述，这些不同的液体分别存储在第一和第二公用液体室中，并且，可以减少一些部件的数量以便降低制造成本。

图25是一种液体喷射头的示意图。上述实施例中相同的标号代表具有与之相应功能的部件，为了简化，对这些部件不再进行详细描述。

在这个实施例中，带槽部件50有一个带一个喷射出口18的孔板51，若干构成一些第一液体流动路径14的槽，以及一个凹室、该凹室构成第一公用液体室15，用来将液体(喷射液体)提供给若干液体流动路径14。

一个分隔壁30位于带槽部件50的底部，靠该分隔壁形成了若干液体流动路径14。上述带槽部件50有一个从上部位置向第一公用液体室15延伸的第一液体供给路径20。该带槽部件50还有一个从上部位置通过分隔壁30向第二公用液体室17延伸的第二液体供给路径21。

如图25中箭头C所示，将第一液体(喷射液体)通过第一液体供给路径20和第一公用液体室15供给第一液体流动路径14；并且，如图25中箭头D所示，将第二液体(产生汽泡的液体)通过第二液体供给路径21和第二公用液体室17供给第二液体流动路径16。

在这个例子中，第二液体供给路径21沿平行于第一液体供给路径20的方向延伸，但它不仅限于此种情况，如果是将液体通过第一公用液体室15外侧的分隔壁30供给第二公用液体室17，该液体供给路径21可以为任何形式。

确定第二液体供给路径21(直径)要考虑第二液体的供给量。第二液体供给路径21的形状不仅限于圆形和弧形，它也可是矩形或类似的形状。

用分隔壁30将带槽部件分开可形成第二公用液体室17。其形成方法如分解透视图26所示，可用一种无液体的膜形成公用液体室框架和第二液体路径壁，并且，带有固定在上述干膜上的分隔壁的带槽部件50的结合体与基片1能够焊接起来，这样，形成了第二公用液体室17和第二液体流动路径16。

在这个例子中，通过将一个金属(如铝)支撑构件70与若干发热元件结合起来形成了基片1，上述发热元件用于向靠膜沸腾从产生汽泡的液体中产生的汽泡提供热量。

上述基片1上方有若干槽、凹室和分隔或分离壁30，上述槽是通过由第二液体流动路径的壁形成的液体流动路径16构成的，凹室用于构成第二公用液体室(公用产生汽泡的液体室)17构成的，该室与若干产生汽泡的液体流动路径相通，以便向产生汽泡的液体路径提供产生汽泡的液体，而分隔或分离壁30带有可移动壁31。

标号50代表一个带槽部件。带槽部件具有一些槽、一个凹室、第一液体供给路径和第二液体供给路径，将上述槽与分隔壁30焊接起来就构成了若干喷射液体流动路径(第一液体流动路径)14，凹室构成了第一公用液体室(公用喷射液体室)15，以便向喷射液体路径提供喷射液体，第一液体供给路径(喷射液体供给路径)20用于向第一公用液体室提供喷射液体，第二液体供给路径(产生汽泡的液体的供给路径)21用于向第二供给路径(产生汽泡的液体供给路径)21提供产生汽泡的液体。第二供给路径21与一个和第二公用液体室17相连的液体连通路径相通，并穿过位于第一公用液体室15外侧的分隔壁30。靠液体连通路径这种形式，不用与喷射液体混合就可将产生汽泡的液体供给第二公用液体室15。

基片1、分隔壁30和带槽顶板50之间的位置关系如下，可移动构件31相对基片1上的发热元件放置，而喷射液体流动路径14相对可移动构件31放置。在这个实施例中，一个第二供给路径为带槽部件，但为了与供给量相适应，第二供给路径可以是若干个。喷射液体供给路径20和产生汽泡的液体供给路径21的流动路径横截面积大小的确定是与供给量成正比的。

通过对流动路径横截面积的最优化处理，构成带槽部件50或类似部件的各个部分的尺寸可减小。

如前所述，根据该实施例，第二供给路径和第一供给路径能由一个带槽顶板构成，其中，第二供给路径用于向第二液体流动路径提供第二液体，而第一供给路径用于向第一液体流动路径提供第一液体。因此一些部件的数目能够减少，进而，制造步骤和制造成本也减少了。

而且，通过第二液体流动路径可有效地向与第二液体流动路径相通的第二公用液体室提供第二液体，而第二液体流动路径穿过用于将第一液体和第二液体分开的分隔壁，因此，采用一步焊接足以将分隔壁、带槽部件和发热元件基片焊接起来，故而制造方便，并且提高了焊接的准确性。

由于将第二液体供给路径延伸通过分隔壁的第二公用液体室，确保了向第二液体流动路径供给第二液体，并且，供给量是充足的，由此可实现稳定的喷射。

如前一个实施例所述，根据本发明，由于结构中带有上述可移动构件，液体喷射时比传统的液体喷射头具有更高的喷射力和喷射效率。当上述每个实施例中产生汽泡的液体和喷射液体为同一种液体时，液体不变质，还可以减少由于加热而在发热元件上产生的沉积物。通过反复蒸发和冷凝可进行可逆的状态变化。因此，只要液体不损坏液体流动路径、可移动构件和分隔壁或类似部件，则可使用各种液体。

这些液体中，含有在传统汽泡喷射装置中所用液体的组分的墨水均可用来作为记录的液体。

当使用本发明的具有两个流动路径的结构时，可使用不同的液体作为喷射液体和产生汽泡的液体。利用产生汽泡液体的汽泡，还可以喷射难喷射的液体。当使用不同的喷射液体和产生汽泡的液体时，应使用具有上述特性的产生汽泡的液体，更具体地说可用作产生汽泡的液体的例子包括甲醇、乙醇、n--丙醇、异丙醇、n--己烷、n--庚烷、n--辛烷、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯乙稀、氟利昂TF、氟利昂BF、乙基醚、二杂环己烷、环己烷、乙酸甲脂、乙酸乙脂、丙酮、甲基·乙基酮、水及它们的混合物。

可用各种液体作为喷射液体，不必考虑它的发泡特性和热特性。因为通过加热可改变液体较差的发泡特性和/或其释放特性，所以也可采用通常不用的液体。

当然，还要求喷射液体本身与产生汽泡液体的反应不妨碍喷射、产生汽泡或可移动构件或类似部件的移动。

可用一种粘性大的墨水或类似物质作为记录的喷射液体。也可使用带有一种天然的加热易于散发的药物和香料或类似物质的液体作为其他的喷射液体。

使用下述成分的墨水作为一种记录液体，它既适用喷射液体又适用产生汽泡的液体，并可执行记录操作。由于增加了墨水的喷射速度，提高了液滴喷射位置的准确度，因此可记录高质量的理想墨像。颜料墨水粘度为2cps

(C·I·罩黑色2)颜料 3wt％

(C·I·hood black2)

环丁烷 10wt％

硫二甘醇 5wt％

乙醇 3wt％

水 77wt％

采用将产生汽泡的液体与喷射液体进行下述混合的液体也可执行记录操作。这样，混合前不能用来喷射的具有十几cps粘度的液体可适当地喷出，甚至一种粘度为150cps的液体也可被适当地喷出，从而形成高质量的图像。

产生汽泡的液体1

乙醇 40wt％

水 60wt％

产生汽泡的液体2

水 100wt％

产生汽泡的液体3

异丙醇 10wt％

水 90wt％

喷射液体1

(颜料墨水大约15cps)

碳黑 5wt％

苯乙烯--丙烯酸--丙烯盐酸乙脂共聚物

(氧化作用140，平均分子重量8000) 1wt％

单乙醇胺 0.25wt％

丙三醇 69wt％

硫二甘醇 5wt％

乙醇 3wt％

水 16.75wt％

喷射液体2(55cps)

聚乙二醇200 100wt％

喷射液体3(150cps)

聚乙二醇600 100wt％

在液体不易喷出的情况下，喷射速度低，因而喷射方向改变，其结果是记录纸上墨点滴落的准确度不高。此外，由于喷射不稳定，喷射量发生变化，因此不能进行高质量图像的记录。但是，根据上述那些实施例，所用的产生汽泡的液体充足并可使产生的汽泡稳定。因此提高了液滴滴落的准确性和墨水喷射量的稳定性，可显著地提高所记录图像的质量。根据本发明，即使应用了上述对传统喷射来说较难喷射的液体，也可得到浓淡色调清晰的记录。

下面将结合本发明的一个实施例对带有一个液体喷射头的液体喷射头卡盘进行描述。

图27是带有上述液体喷射头的液体喷射头卡盘的简要分解透视示意图，液体喷射头卡盘一般包括一个液体喷射头部件200和一个液体容器80。

液体喷射头200包括一个基片1、一个分隔壁30、一个带槽构件50、一个平衡弹簧70、一个液体供给部件90和一个支撑构件70。如前所述，基片1具有一些向产生汽泡的液体提供热量的发热电阻。产生汽泡液体路径位于基片1和带有移动壁的分隔壁30之间。通过将分隔壁30与带槽顶板50连接起来，形成了与喷射液体相通的喷射流动路径(未示出)。

平衡弹簧70起将带槽构件50推向基片1的作用，并且，恰当地使基片1、分隔壁30、带槽构件50和一个下面将要描述的支撑构件70一体化是有效的。

支撑构件70起支撑基片1或类似部件的作用，支撑构件70上有一个电路板71，该板与基片1相连以便为基片提供电信号，并且，当卡盘装在设备上时，触点垫片72将电信号传输给装置侧。

液体容器90装有分别供给液体喷射头和作为产生汽泡的汽泡产生液体的喷射液体(例如一种墨水)。一个定位构件94用于安装一个将液体喷射头与液体容器连接起来的连接构件，固定连接构件的固定轴95位于液体容器90的外侧。通过连接构件的供应路径81，使喷射液体从液体容器的液体供给路径92提供到液体供给构件80的喷射液体供给路径81，并且，通过喷射液体路径83和经过电路板71的构件21，喷射液体被提供给第一公用液体室。类似地，通过连接构件的供给路径，将产生汽泡的液体从液体容器的供给路径93提供给液体供给构件80的产生汽泡的液体供给路径82，并且，通过产生汽泡的液体供给路径84和经过电路板71的构件22，将产生汽泡的液体提供给第二液体室。

在这种液体喷射头卡盘中，即使产生汽泡的液体和喷射液体为不同的液体都能供给适当的液体。在喷射液体和产生汽泡的液体为同一种液体的情况下，不必将产生汽泡的液体和喷射液体的供给路径隔开。

液体用完后，可将相应的液体注入液体容器中。为了便于操作，希望液体容器带有一个液体注入口。液体喷射头和液体容器可以是整体的，也可以是分离的。

图28为带有上述液体喷射头的一种液体喷射装置示意图。在这个实施例中，喷射液体是一种墨水，装置是一种墨水喷射记录仪。液体喷射装置包括一个滑架HC，头部卡盘安装在该滑架上，卡盘包括一个液体容器部分90和液体喷射头200，这两部分可拆卸地相互连接。滑架HC在记录材料150如一张记录纸或类似材料的宽度方向上可往复运动，上述记录材料可由一个记录材料输送装置送入。

当驱动信号从驱动信号提供装置(未示出)被送给滑架上的液体喷射装置时，根据上述信号液体喷射头将记录液体喷射到记录材料上。

这个实施例的液体喷射仪包括一个电机111，齿轮112和113，以及滑架轴115，上述电机是驱动记录材料输送装置和滑架的动力源；齿轮用于从驱动源向滑架传送动力。借助于上述记录仪和用于该记录仪的液体喷射方法，向各种记录材料喷射液体可得到较好的打印效果。

图29是一个方框图，它表示了应用本发明的液体喷射方法和液体喷射头的墨水喷射记录仪的一般操作情况。

记录装置从主计算机300接收控制信号形式的打印数据。打印数据暂时存储在打印装置的输入接口301中，同时，该数据被转化为过程数据传输给CPU302，CPU也作为一种提供头部驱动信号的装置。通过利用外围设备单元，例如RAMs304或类似的单元，CPU302将上述输入其中的数据处理成可打印的数据(图像数据)，接着将控制程序存储在ROM303中。

为了将图像数据记录在记录纸的恰当位置上，CPU302产生驱动数据，以便驱动一个驱动电机，该电机与上述图像数据同步地移动记录纸和记录头。通过头部驱动器307和电机驱动器305，图像数据和电机驱动数据分别被传输给头部200和驱动电机306，对这些数据进行适当地定时控制以便形成一个图像。值得注意的是，通过头部驱动器307，一个代表与若干发热元件具体相联的信号从CPU302提供给头部200，以便实现不同浓淡色调的记录。

适用于上述任一种记录装置的用液体如一种墨水来记录的记录介质有：各种数据记录纸、OHP数据记录纸、用于形成小型磁盘的塑料、增光板、或类似物质、纤维、如铝或铜的金属材料、如牛皮或猪皮的皮革材料、或合成革、木材如质密的木材、或木材薄片、竹材、如磁片的陶瓷材料和如具有三维结构的多孔材料。

上述记录装置包括用于各种打印纸或OHP打印纸的打印装置，用于形成小型磁盘的塑料材料或类似材料的记录装置，用于金属版或类似材料的记录装置，用于皮革材料的记录装置，用于木材的记录装置，用于陶瓷材料的记录装置，用于三维记录介质如海绵的记录装置，用于在纤维上记录图像的纺织打印装置，以及类似的装置。

对应用在上述液体喷射装置中的液体而言，只要液体与所用的记录介质和记录条件相容，任何液体都是可用的。

下面将举例描述墨水喷射记录系统，应用本发明的液体喷射头，如记录头，该系统可在一种记录介质上记录图像。

图30是使用本发明上述液体喷射头201的墨水记录系统的示意透视图，它描绘该系统的一般结构。这个实施例中的液体喷射头是一个全线型喷射头，它包括一些排列成具有360dpi密度的喷射孔，以便覆盖记录介质150的全部可记录的范围。这种喷射头组件还包括与四种颜色黄(Y)，品红(M)，蓝绿(C)和黑(BK)对应的四个头。这四个头靠一个固定器202支撑，并以一预定的间隔相互平行。

头部驱动器307提供的相应信号驱动上述四个头，该驱动器形成了向每个头提供驱动信号的装置。

四种颜色墨水(黄、品红、蓝绿和黑)中的每一种从一个墨水容器204a，204b，204c，或204d供给相应的一个头。标号204c代表一个产生汽泡的液体的容器，从该容器将产生汽泡的液体送到每个头中。

在各喷射头的下面，有一个头部帽203a，203b，203c或203d，帽中有一个由海绵或类似物质组成的墨水吸收件。该帽将与头部对应的喷射孔遮住，以便保护头部，并且，也可在不打印期间对头部进行保养。

标号206代表一个传送带，它由如前面实施例中所描述的那些用于传送各种记录介质的装置构成。通过各种滚轴，传送带206形成一个预定的路径，并被一个与电机驱动器305相连的驱动滚轴驱动。

这个实施例中的墨水喷射记录系统包括一个预打印处理装置251和一个后置打印处理装置252，它们沿着记录介质传送路径分别位于墨水喷射记录装置的上游侧和下游侧。这些处理装置251和252分别在记录前和记录后以各种方式处理记录介质。

预打印过程和后置打印过程可随记录介质的类型或墨水的类型变化。例如，当使用由一种金属材料、塑料材料、陶瓷材料或类似材料制成的记录介质时，使记录介质在打印之前暴露在紫外线和臭氧下以活化其表面，由此来提高墨水的附着性能。当使用由一种塑料材料或易于引起静电的类似物质时，由于静电，灰尘易于附着在其表面上。由于尘埃的存在不能进行正确的记录操作。因为这个原因，在预打印过程中可使用一个电离器用于从记录介质上去除静电，以此来去除介质上的尘埃。此外，当使用一种纺织介质作为记录介质时，可完成对纺织介质涂覆一种材料的预打印过程，该材料是从碱性材料、水溶性材料、合成的聚合物、水溶性金属盐、尿素和硫脲组成的组中选择出的，这样可避免墨水渗开并可提高墨水的附着性能。预打印过程并不只限于这些。例如，还可完成将打印介质的温度设定为一个合适的温度来进行记录操作的过程。

后置打印过程包括对使用墨水的记录介质进行加热的热处理，通过紫外辐射或类似方法凝固墨水的凝固过程，前置打印过程之后清洁剩下的未反应试剂的清洁过程，以及类似的过程。

在这个实施例中，使用了一个全线型的头部。当然，本发明并不只限于此种类型，本发明可适用于如上所述的一种小的头部沿着记录介质的宽度方向移动的记录形式。

下面将对一个头部组件进行描述，根据本发明它包括液体喷射头。图31是这样一个头部组件的示意图。这个头部组件是一种头部组件预装件501，它包括本发明的头部501，该头部包括一个用于喷射墨水的液体喷射部分511；一个墨水容器520，即一个可与头部分开或不与头部分开的液体容器；以及一个墨水注入装置530，它保存待注入墨水容器520的墨水。

墨水容器520中的墨水用完后，将墨水注入装置的尖端530(为皮下注射针头或类似的形式)插入墨水容器的空气孔521，通过墨水容器和头部之间的连接或墨水容器壁上的孔，借助于尖端531将墨水注入装置中的墨水注入墨水容器中。

当液体喷射头、墨水容器、墨水注入装置和类似装置为组件预装件时，如上所述，能方便地将墨水注进空的墨水容器；因此，可迅速地重新开始记录。

在这个实施例中，头部组件包括墨水注入装置。当然头部组件并不必须包括这种墨水注入装置；该组件可以包括一种类型变换的注入墨水的墨水容器和头部。

虽然图31只示出了向墨水容器注入打印墨水的墨水注入装置，除打印墨水再注入装置外，该头部组件还可以包括将产生汽泡的液体注入到汽泡产生液体容器的装置。

根据上述液体喷射方法，以应用可移动构件的新的喷射原理、产生汽泡的协同效应和由此移动的一个可移动构件为基础，可得到本发明的喷墨头部和类似部件，而且可将接近喷射出口的液体有效地喷出。由于这个原因，与传统汽泡射流喷射方法、喷墨头部和类似部件相比，可提高喷射力和喷射效率。因此，即使小喷射量的液滴也可被稳定地喷出。

特别在本发明中为一个或若干位于一个液体流动路径(第一液体流动路径)中的可移动构件准备了若干能分别驱动的发热元件，由于这种结构，能够控制液体的喷射量，并能喷射具有理想体积的液滴。此外，能够高频率稳定地进行小喷射量小液滴的喷射，这种喷射在已有技术中是很难进行的。因而，能以速进行高浓淡色调的记录操作。

除此之外，根据本发明的特性，即使液体喷射头长时间处在低温度低湿度的条件下不用，也可避免液体喷射出现故障。即使出现了喷射故障，只需短时间的回复过程，如前置喷射或抽吸回复，喷墨头就能迅速地恢复到正常状态。由于缩短了恢复时间，恢复过程中液体的损失减小，因此大大减少了运行成本。

特别是根据本发明的改进了再注入特性的结构，在连续喷射过程中具有理想的响应特性、稳定增大的汽泡和稳定的液滴，由此可实现建立在高速液体喷射或高质量记录操作基础上的高速记录。

当使用一种易于产生汽泡的液体或一种不易在发热元件上产生沉淀(烧过的物质)的液体作为具有两个流动路径结构头部中的产生汽泡的液体时，增加了选择喷射液体的自由度。因而，本发明的头部能够喷射应用传统汽泡射流喷射方法喷射困难的液体，例如，不易产生汽泡的高粘度液体，或易于产生汽泡但也容易在发热元件上生成沉淀的液体，或在发热元件上不可能生成沉淀(如焦化物)的液体。

而且，喷射一种对热敏感的液体对加热液体没有任何不利的影响。

由于使用本发明的液体喷射头作为液体喷射记录的头部，因此，可以记录下高质量的图像。

此外，应用本发明的液体喷射头，可提供进一步改善了液体喷射效率的液体喷射装置或记录系统。再者，应用本发明的头部卡盘和喷墨头组件，喷墨头的使用和重复使用均很方便。

Claims

1·一种能够在不同的条件下喷射液体的液体喷射头，它包括：

一个喷射液体的喷射出口；

一个向所述出口提供液体的液体流动路径，该带有汽泡产生加热装置的液体流动路径用于喷射液体，并且能够有选择地产生不同尺寸的汽泡；以及

一个至少带有一个可移动构件的可移动机构，该可移动机构面对汽泡产生区域放置，该汽泡产生区域形成在经过所述汽泡产生加热装置的所述液体流动路径中；所述可移动构件在相对所述喷射出口方向下游侧有一个自由端，而在上游侧有一个支撑件，根据所述汽泡产生发热装置产生的汽泡，可移动构件以一个方向移动并离开汽泡产生区域。

2·一种如权利要求1所述的喷射头，其中，所述的汽泡产生加热装置包括若干发热元件，其中至少一个能够单独运行。

3·一种如权利要求2所述的喷射头，其中，所述的若干发热元件从与所述喷射出口的方向相应的上游侧布置到下游侧。

4·一种如权利要求2所述的喷射头，其中，所述的若干发热元件与所述喷射出口的间距大体相等地一个挨一个地放置。

5·一种如权利要求2所述的喷射头，其中，所述可移动机构包括若干可移动构件，这些构件与所述喷射出口的间距大体相等地一个挨一个地放置。

6·一种如权利要求4所述的喷射头，它还包括一个分隔壁，该壁位于所述一个挨一个地排列的若干发热元件之间，以便抑制压力的侧向释散。

7·一种如权利要求2所述的喷射头，其中，所述若干发热元件具有不同的面积。

8·一种如权利要求2所述的喷射头，其中，所述若干发热元件具有基本相同的面积。

9·一种如权利要求2所述的喷射头，其中，所述可移动构件的自由端位于相对产生汽泡中心的下游侧。

10·一种如权利要求2所述的喷射头，其中，所述液体流动路径包括一个沿着所述发热元件延伸的供给路径，用于从所述发热元件的上游侧将液体提供到所述发热元件上。

11·一种如权利要求10所述的喷射头，其中，在发热元件的上游侧，所述供给路径是一个带有基本平的或光滑壁的供给路径，以便将液体沿着其内壁提供到所述发热元件上。

12·一种如权利要求2所述的喷射头，它还包括一个沿所述可移动构件的靠近所述发热元件的一个表面延伸的液体流动路径，，用于从上游侧将液体提供到所述发热元件上。

13·一种如权利要求2所述的喷射头，其中，所述液体流动路径包括一个与所述喷射出口相通的第一液体流动路径，和一个第二液体流动路径，在第二液体流动路径中放置有一个用来加热液体以便在其中产生汽泡的发热元件，而且，所述可移动构件位于第一和第二液体流动路径之间。

14·一种如权利要求1所述的喷射头，其中，所述可移动构件是一个板状构件。

15·一种如权利要求13所述的喷射头，其中，所述可移动构件作为位于第一和第二液体流动路径之间的分隔壁的一部分。

16·一种如权利要求15所述的喷射头，其中，所述分隔壁由从金属、树脂和陶瓷材料组成的材料组中选择的一种材料制作而成。

17·一种如权利要求13所述的喷射头，它进一步包括一个向所述若干第一液体流动路径提供第一液体的第一公用液体室，以及一个向所述若干第二液体流动路径提供第二液体的第二公用液体室。

18·一种如权利要求13所述的喷射头，其中，供给所述第一液体流动路径的液体与供给第二液体流动路径的液体相同。

19·一种如权利要求13所述的喷射头，其中，供给所述第一液体流动路径的液体与供给第二液体流动路径的液体不同。

20·一种如权利要求2所述的喷射头，其中，所述发热元件包括一个根据接收到的电信号产生热的电阻。

21·一种如权利要求20所述的喷射头，其中，将一个用于将电信号传输给所述电热转换器的线路板和一个用于选择地向所述电热转换器提供信号的功能件装配在所述基片上。

22·一种如权利要求13所述的喷射头，其中，所述第二液体流动路径在布置有所述发热元件的部分为一种腔室状。

23·一种如权利要求13所述的喷射头，其中，所述第二液体流动路径在所述发热元件的上游侧为一种带一个喉口部分的形状。

24·一种如权利要求13所述的喷射头，其中，从所述发热元件表面到所述可移动构件的距离不大于30μm。

25·一种如权利要求2所述的喷射头，其中，从所述喷射出口喷出的液体是一种墨水。

26·一种在产生一个汽泡时喷射液体的液体喷射方法，包括下述步骤：

应用一个包括用于喷射液体的喷射出口、一个带有一发热元件以便在液体中生成汽泡的液体流动路径、以及一个面对发热元件放置的可移动构件的液体喷射头，上述构件可在第一位置和第二位置之间移动，而第二位置比第一位置离所述发热元件更远，该构件还有一个自由端；

利用汽泡产生的压力来移动所述的可移动构件，使相对于所述喷射出口的方向在下游侧的汽泡增大得比上游侧的汽泡更大，从而可改变所述可移动构件的移动状态，借此可改变液体的喷射量。

27·一种如权利要求26所述的方法，其中，所述可移动构件的移动状态根据一个可移动构件所运行的发热元件的数量变化。

28·一种通过产生汽泡来喷射液体的液体喷射方法，包括下述步骤：

应用一个包括用于喷射液体的喷射出口、若干对用于在液体中产生汽泡的发热元件、若干面对发热元件放置并带有自由端的可移动构件的液体喷射头，每一个可移动构件都可在第一位置和第二位置之间移动，而第二位置比第一位置离所述发热元件更远，所述各对发热元件相对所述喷射出口布置；

使用由汽泡产生的压力来移动所述的可移动构件，使相对于所述喷射出口的方向在下游侧的汽泡增大得比上游侧的汽泡更大，借助于改变所使用的可移动构件的数量来改变液体的喷射量。

29·一种如权利要求26和28所述的方法中的任一种方法，其中，汽泡是由膜沸腾现象而产生的，该膜沸腾现象是当所述发热元件产生的热传给液体时在液体中引起的。

30·一种如权利要求26和28所述的方法中的任一种方法，其中，液体沿一种平的或光滑的位于上述发热元件上游侧的内壁被提供到所述的发热元件上。

31·一种液体喷射头的前置喷射方法，包括下述步骤：

应用一个包括用于喷射液体的喷射出口、一个将液体提供给所述喷射出口的液体流动路径、以及一个至少带有一个可移动构件的可移动机构的液体喷射头，所述液体流动路径具有汽泡产生发热装置，该装置用于喷射液体并能够选择地产生不同尺寸的汽泡；上述可移动构件面对汽泡产生区域放置，该区域形成在经过所述汽泡产生加热装置的所述液体流动路径中，所述可移动构件在相对所述喷射出口方向的下游侧有一个自由端，并在上游侧有一个支撑件；

以一个远离汽泡产生区域的方向移动所述可移动构件，形成由所述汽泡产生加热装置产生的汽泡中的最大的一个汽泡，并使所述可移动构件将最大的汽泡导向所述喷射出口，由此，从所述喷射出口完成一个前置打印过程。

32·一种使用喷射液体的液体喷射头来进行浓淡色调记录操作的方法，包括下述步骤：

应用一个包括用于喷射液体喷射出口、一个将液体提供给所述喷射出口的液体流动路径、以及一个至少带有一个可移动构件的可移动机构的液体喷射头，所述液体流动路径具有汽泡产生发热装置，该装置用于喷射液体并能够选择地产生不同尺寸的汽泡；上述可移动构件面对汽泡产生区域放置，该区域形成在经过所述汽泡产生加热装置的所述液体流动路径中，所述可移动构件在相对所述喷射出口方向的下游侧有一个自由端，并在上游侧有一个支撑件；

根据具有不同尺寸的汽泡，以远离汽泡产生区域的方向移动所述可移动构件，使所述可移动构件将汽泡导向所述喷射出口，以便根据汽泡的尺寸形成具有不同尺寸的液滴，由此来进行浓淡色调记录操作。

33·一种使用一个能够喷射不同尺寸液滴的液体喷射头来进行平滑操作的记录方法，包括下述步骤：

根据具有的不同尺寸的汽泡，以远离汽泡产生区域的方向移动所述可移动构件，使所述可移动构件将汽泡导向所述喷射出口，以便将与汽泡尺寸相应的具有不同尺寸的液滴提供给图像部分和非图像部分之间的边界，由此形成一种平滑处理操作。

34·一种使用能以不同的条件喷射几种液体的液体喷射头的墨水喷射记录设备，它包括：

一个安装有所述液体喷射头的固定件，所述液体喷射头包括用于一个喷射液体的一个喷射出口，一个将液体提供给所述喷射出口的液体流动路径，以及一个带有至少一个可移动构件的可移动机构，所述液体流动路径带有汽泡产生发热装置，该装置用于喷射液体并能够选择地产生不同尺寸的汽泡；上述机构面对汽泡产生区域放置，该区域形成于经过所述汽泡产生加热装置的所述液体流动路径中，所述可移动构件在与所述喷射出口方向相应的下游侧有一个自由端，并在上游侧有一个支撑件，根据由所述汽泡产生加热装置产生的汽泡，该可移动构件以远离汽泡产生区域的方向移动；和

向所述液体喷射头的所述汽泡产生加热装置提供与所要喷射液体的自动记录信号相对应的电信号的驱动条件选择装置。

35·一种能在不同的条件下喷射液体的液体喷射头，包括：

一个用于喷射一种液体的喷射出口；

液体流动路径，该路径包括将液体提供给所述喷射出口的第一液体流动路径，以及带有汽泡产生加热装置的第二液体流动路径，其中的汽泡产生加热装置用来喷射液体和能够选择地产生不同尺寸的汽泡；

一个带有至少一个可移动构件的可移动机构，该机构面对汽泡产生区域放置，而汽泡产生区域形成于经过所述汽泡产生加热装置的所述第二液体流动路径中，所述可移动构件在相对所述喷射出口方向的下游侧有一个自由端，并在上游侧有一个支撑件，通过产生汽泡，可移动构件以一个方向移动，使对于第一液体流动路径来说处在一个基本上密封状态的自由端运动，并开启汽泡产生区域使其与所述喷射出口相通。

36·一种如权利要求34所述的墨水喷射记录设备，其中，加热装置包括若干电热转换器。

37·一种喷头卡盘，包括：

一个如权利要求1或35所述的任一种液体喷射头；

一个容纳液体以便将该液体提供给所述液体喷射头的液体容器。

38·一种如权利要求37所述的喷头卡盘，其中，所述液体喷射头是与所述液体容器分开的。

39·一种如权利要求37所述的喷头卡盘，其中，用液体再充注所述液体容器。

40·一种液体喷射装置，包括：

一个如权利要求1或35所述的任一种所述的液体喷射头；

一个提供驱动信号使所述液体喷射头喷射液体的驱动信号提供装置。

41·一种记录系统，包括：

一个如权利要求40所述的液体喷射装置；

一个在已进行了记录的自动记录介质上加速凝固液体的辅助处理设备。

42·一种记录系统，包括：

一个如权利要求40所述的液体喷射装置；

一个在已进行了记录的自动记录介质上加速凝固液体的预处理设备。