CN1749010A - 喷液头和喷液装置 - Google Patents

Abstract

一种喷液头包括多个排列在基底平面区域上的喷液元件。每个喷液元件包括液体腔，设置在液体腔中的加热元件和喷嘴。该加热元件以之字形交替地设置在相隔δ距离的第一线和第二线上。每个液体腔的横截面为U形，其壁部围绕设置在每个液体腔中的加热元件的三个面。间隙Wx形成在位于第二线上的两个相邻液体腔之间，间隙Wy形成在位于第一线上的液体腔和位于第二线上的液体腔之间。间隙Wx作为第一公共流动通道，间隙Wy作为第二公共流动通道。

Description

喷液头和喷液装置

技术领域

本发明涉及一种用于喷墨打印头或者类似部件中的热喷液头，并且还涉及一种使用喷液头的喷液装置，例如喷墨打印机。更具体地说，本发明涉及一种技术，该技术所实现的结构可以以最小的喷液变化供应液体。

背景技术

一种已知的用于诸如喷墨打印机的喷液装置中的喷液头是一种利用所产生气泡的膨胀和收缩进行工作的热喷液头。

在这种热喷液头中，加热元件被布置在半导体基底上，并且气泡通过加热元件产生于液体腔中，由此从布置于相应加热元件上的喷嘴中朝向记录介质喷出液滴。

图12是示出上述类型的喷液头部1(以下简称为头部1)的外观透视图。在图12中，形成在阻挡层3上的喷嘴板17以分解图的形式示出。

图13为图12中所示的头部1的流动通道结构的横截面剖视图。这种类型的喷液装置的流动通道已经公开于诸如日本未审专利公开No.2003-136737中。

如图12和13所示，多个加热元件12布置在半导体基底11上。阻挡层3形成于半导体基底11上，喷嘴板(喷嘴层)17进一步形成于该防护层上。头部组片1a包括形成于半导体基底11上的加热元件12和阻挡层3的一部分。头部1包括头部组片1a和喷嘴18(喷嘴板17)。

在喷嘴板17中，喷嘴(通过孔喷出液滴)18形成于与各个加热元件12相对应的位置上。阻挡层3形成于半导体基底11上并且位于加热元件12和喷嘴18之间，从而使液体腔3a形成于每个加热元件12和对应的喷嘴18之间。

如图12所示，阻挡层3形成有类似梳齿的指状件，并且每个加热元件12设置在两个相邻指状件之间，从而当从水平横截面观看时，每个加热元件12的三面被阻挡层3包围，借此，每个液体腔3a形成为只有一侧是敞开的。每个开口形成与公共流动通道23连通的单独流动通道3d。

每个加热元件12布置于半导体基底11上，其位置靠近半导体基底11一侧。如图13所示，模型芯片(dummy chip)D布置于半导体基底11(头部组片1a)的左手侧，从而使公共流动通道23形成于半导体基底11(头部组片1a)的一个侧面与模型芯片D的一个侧面之间。注意，设置于半导体基底11左手侧的部件不局限于模型芯片D，也可使用其他部件，只要公共流动通道23能够形成即可。

如图13所示，在半导体基底11上，流动通道板22设置于与设置有加热元件12的表面相对的表面上。在该流动通道板22中，如图13所示，形成有供墨入口22a和供墨流动通道(公共流动通道)24，从而使得供墨流动通道24的横截面基本上呈U形，并且使供墨入口22a与供墨流动通道24连通。供墨流动通道24和公共流动通道23相互连通。

在这种结构中，墨通过供墨入口22a供应到供墨流动通道24，然后进入公共流动通道23，最后通过单独流动通道3d进入液体腔3a。由加热元件12产生的热使液体腔3a中的加热元件12上方产生气泡，并且当气泡产生时，产生一个漂浮力，借此液体腔3a中的液体(墨)从喷嘴18以液滴的形式部分喷出。

注意，在图12和13中，各自部分的形状以容易理解的方式示出，并且所示的形状不必与实际形状完全相同。例如，半导体基底11的厚度大约600至650μm，喷嘴板17的厚度以及阻挡层3的厚度大约10至20μm。

制造头部1的第一种方法是使用半导体加工工艺将制造的头部组片1a连接于分别制造的喷嘴板17上。这种方法被称作芯片安装方法。第二种方法是在半导体基底11上整体地制造喷嘴(芯片上的喷嘴)18。

发明内容

当使用第一种方法生产头部1时，在分别生产头部组片1a和喷嘴板17之后，头部组片1a以微米级的高定位精度连接于喷嘴板17上。然后，进行加热和挤压工艺。利用上述第一种方法生产头部1时，需要非常精确地控制生产过程。特别地，当长度等于记录介质宽度的行式头部(line head)通过将多个头部组片1a布置于喷嘴板17上而进行生产时，生产条件的轻微变化就会引起头部组片1a的性能的重大变化，这将导致图像质量的下降。

头部可以以下述方式生产，即制造一通孔，该通孔将头部组片中央部分的墨供应于头部芯片的纵向方向上，并且在所述通孔的两侧以及沿着通孔方向布置加热元件、液体腔和喷嘴。

根据经验，这种类型的头部与沿半导体基底11的边缘设置加热元件12而生产出的头部相比，例如在图12或13中所示的头部1，通过安装芯片而设置的头部组片具有更少的特征改变。

然而，这种结构具有以下问题。

(1)采用这种结构会导致头部组片的宽度增加大约2倍。

(2)需要使用一种专门的半导体加工工艺从而在头部组片的中央制造通孔。

(3)结果是成本增加，生产率降低。

另一方面，当通过上述第二种方法生产头部时，由于安装芯片导致特征变化而引起的问题不会发生。然而，当使用第二种方法生产行式头部时，需要使用复杂的技术将大量的头部组片固定于框架上，从而使头部组片以芯片对芯片的高定位精度进行排列。而且，难于向所有的头部组片均等地供应液体。也就是，第二种方法不会没有任何问题地、容易地生产出行式头部。

因此，需要一种生产头部的技术，该技术在生产过程中不会使头部组片出现重大的特征变化，并且还需要一种基本上不产生气泡的流动通道结构。

鉴于上述内容，本发明提供一种喷液头。更具体地，按照本发明的一个实施例的喷液头包括在基底平面区域上排列的多个喷液元件，每个喷液元件包括用于容纳待喷射液体的液体腔，设置在液体腔中的加热元件，用于通过加热液体腔中的液体而产生气泡，当加热元件产生气泡时用于喷出液体腔中的液体的喷嘴，其中，在多个加热元件中，从加热元件列的一端测量的第M个位置处的加热元件这样设置，即这些加热元件中的每个的中心精确地定位在或者靠近延伸方向与加热元件的排列方向相同的第一线，从加热元件列的该端测量的第N个位置处的加热元件这样设置，即这些加热元件中的每个的中心精确地定位在或者靠近延伸方向与加热元件的排列方向相同的第二线，所述第一线和第二线相互平行并且相互间隔δ(大于0的实数)，M是奇数或者偶数，如果M是奇数时N是偶数，如果M是偶数时N是奇数，每个液体腔的水平横截面形成为类似U形的形状，从而使其壁部围绕设置于所述液体腔中的加热元件的三个面，所述加热元件这样排列，即设置在或者靠近所述第一线和所述第二线的加热元件作为一个整体以规则间隔P定位，所述液体腔这样设置，即每个液体腔的壁部围绕精确定位于或靠近所述第一线的加热元件中一个的三个侧面，所述液体腔的敞开侧朝向某一方向，该方向与每个壁部围绕精确定位于或靠近所述第二线的加热元件中一个的三个侧面的液体腔的敞开侧的方向相反，间隙Wx(大于0的实数)至少形成于以间隔2P设置在或者靠近所述第一线的每个相邻液体腔之间，或者形成于以间隔2P设置在或者靠近所述第二线的每个相邻液体腔之间，从而使相邻液体腔在所述液体腔的排列方向上相互间隔有间隙Wx，间隙Wy(大于0的实数)形成于设置在或者靠近所述第一线的液体腔和设置在或者靠近所述第二线的液体腔之间，从而使设置在或者靠近所述第一线的液体腔与设置在或者靠近所述第二线的液体腔在垂直于所述液体腔的排列方向上相互间隔有间隙Wy，并且每个宽度等于Wx的流动通道由所述间隙Wx形成，每个宽度等于Wy的流动通道由所述间隙Wy形成。

在这种喷液头中，如上所述，喷液元件沿第一或者第二线的方向设置。第一和第二线相互间隔δ距离。从加热元件列的一端测量的第M个位置处的加热元件这样设置，即这些加热元件中的每个的中心精确地定位在或者靠近延伸方向与加热元件的排列方向相同的第一线，从加热元件列的该端测量的第N个位置处的加热元件这样设置，即这些加热元件中的每个的中心精确地定位在或者靠近延伸方向与加热元件的排列方向相同的第二线。

所述液体腔这样设置，即每个液体腔的壁部围绕精确定位于或靠近所述第一线的加热元件中一个的三个侧面，所述液体腔的敞开侧朝向某一方向，该方向与每个壁部围绕精确定位于或靠近所述第二线的加热元件中一个的三个侧面的液体腔的敞开侧的方向相反。隙Wy形成于设置在或者靠近所述第一线的液体腔和设置在或者靠近所述第二线的液体腔之间，宽度等于Wy的流动通道由间隙Wy形成(注意，该流动通道对应于后文实施例所述的第二公共流动通道23b)。间隙Wx至少形成于以间隔2P设置在或者靠近所述第一线的每个相邻液体腔之间，或者形成于以间隔2P设置在或者靠近所述第二线的每个相邻液体腔之间，并且每个宽度等于Wx的流动通道由间隙Wx形成(注意，这些流动通道对应于后文实施例所述的第一公共流动通道23a)。

本发明具有下述优点。即，一个优点是能够均等地向各个液体腔供应液体。另一个优点是喷液元件的喷出特性只具有微小的改变。例如，喷液元件中的喷出速度可实现非常小的变动。此外，可容易地向各个液体腔供应液体，并且将由于出现气泡而造成故障的可能性压缩到极低的程度。即使由于出现气泡而造成故障，也可容易地从故障中自动恢复。

附图说明

图1所示为本发明一个实施例的行式头部外观的透视图；

图2A和2B是行式头部组片的俯视图；

图3是按照本发明一个实施例的一种头部组片形式的平面图；

图4是按照另一个实施例的头部组片的平面图，该图是图3中所示头部组片的改进；

图5是按照另一个实施例的头部组片的平面图，该图是图3中所示头部组片的另一种改进；

图6A至6D是向头部组片中供应液体的不同结构的示意图；

图7是表示喷液方向的示意图；

图8A和8B是表示随着加热元件的两部分之间气泡产生时间的不同，喷液角度变化的曲线图，图8C是表示随着穿过加热元件两部分的偏转流的变化，液体到达位置的测量偏移值的示意图；

图9是按照本发明的一个实施例所述喷液方向偏转装置的一个特定实例的电路图；

图10所示为根据本发明的实施例所述的半导体加工掩膜的一部分的图；

图11所示为按照本发明的一个实施例所述的喷液头的喷出速度的测量结果；

图12是表示传统喷液头的外观的透视图；以及

图13是图12中所示的头部的流动通道结构的横截面剖视图。

具体实施方式

本发明的一个实施例将参照附图在下文进行说明。

按照本发明的喷液装置可具体实施为，例如，喷墨打印机(热敏式彩色行式打印机(以下简称为打印机))，喷液头可具体实施为行式头部10。

在本说明书中，包括液体腔13a、设置于液体腔13a中的加热元件12(在本实施例中被分成两部分，如后面所述)、喷嘴18的部分被称作喷液元件。行式头部10(喷液头)形成为包括一排喷液元件。喷液头形成为包括具有喷嘴18(喷嘴板17)的头部组片19。

图1所示为本实施例的行式头部10外观的透视图。行式头部10包括四个行式头部组片19。每行包括一排线性头部组片19，每行的总长等于A4尺寸的记录介质的宽度。头部组片19的四行分别作为Y(黄色)、M(品红色)、C(青色)和K(黑色)的彩色头。

行式头部10是通过将多个头部组片19以之字形设置在喷嘴板17(喷嘴层)上而制造出来的，并且每个头部组片19的下表面被连接到喷嘴板17，从而使形成于每个头部组片19上的每个加热元件12的位置与形成于喷嘴板17上的喷嘴18相对应。

头部框架16是用于支撑喷嘴板17的支撑部分，并且其尺寸对应喷嘴板17的尺寸。每个容纳空间16a的长度对应于A4尺寸的水平宽度(21cm)。

四个行式头部组片19设置在头部框架16的各个容纳空间16a中，从而使一行式头部组片19可设置于一个容纳空间16a中。四个储存不同颜色液体(墨)的墨罐设置在头部框架16的各个容纳空间16a中并连接于头部组片19的后表面，从而使不同颜色的液体在各个容纳空间16a中供应到各个行的头部组片19。

图2A和2B是表示行式头部组片19的平面图。注意，在图2A和2B中，头部组片19和喷嘴18以重叠的形式示出。

头部组片19以之字形设置，其中相邻头部组片19在排列方向上彼此相对。如图2A和2B所示，用于向所有的头部组片19供应液体的公共流动通道23形成于一组定位在第(N-1)和第(N+1)位置的头部组片19和一组定位在第N和第(N+2)位置的头部组片19之间。

如图2A和2B所示，喷嘴18以规则的间隔进行定位。注意，这也适用于两个头部组片彼此邻接的区域。

以上述方式制造的行式头部10设置在打印机内部的固定位置处，并且当记录介质的表面(液滴喷在其上面)与行式头部10的喷液表面(喷嘴板17的表面)被保持隔开时，记录介质相对于固定的行式头部10移动。当记录介质相对行式头部10移动时，液滴从头部组片19的特定喷嘴18中喷出，从而在记录介质上形成圆点，由此实现字符或者图像的彩色打印。

按照本发明实施例的头部组片19还将在下文进行更详细的说明。头部组片19与头部组片1a类似，因为多个加热元件12设置在半导体基底11上，但是它们在加热元件12设置的方式和液体腔13a的形状上有所不同。

图3是表示按照本实施例的头部组片19的形状的平面图。

在有关技术的结构中，多个加热元件12设置在半导体基底11上。加热元件12中的一些(在图3中由n，n+2，n+4，n+6...表示)这样设置，即这些加热元件12的每个的中心位于(虚)线L1上，而其它的加热元件12(在图3中由n+1，n+3，n+5，...表示)这样设置，即这些加热元件12的每个的中心位于(虚)线L2上。

线L1和L2相互平行，并且相互间隔δ(大于0的实数)的距离。虽然在图3中没有示出，但是线L1和L2平行并且靠近头部组片19(半导体基底11)的纵向外边缘(图3中的下侧)延伸。

此外，如图2A和2B所示，向各个液体腔13a供应液体的公共流动通道23形成为在上述边缘的外侧上并且沿着头部组片(半导体基底11)的边缘延伸。如图13所示的公共流动通道23，按照本发明的公共流动通道23是由半导体基底11的一个侧面和模型芯片D或者类似的元件形成，该侧面靠近形成有加热元件12的表面。

因此，线L1和L2与公共流动通道23(半导体基底11的外部边缘)平行，并且被定位于公共流动通道23的任意一侧。

在多个加热元件12中，从一端数起在第M位置处的加热元件设置成使这些加热元件中的每个的中心定位在与加热元件12的排列方向相同方向的线L1上(此处M取奇数或者偶数)。另一方面，从一端数起在第N位置的加热元件设置成使这些加热元件中的每个的中心被定位在线L2上(此处当M取奇数时，N取偶数，当M取偶数时，而N取奇数)。也就是，加热元件12以之字形交替地设置在线L1和L2上。

在线L1上的加热元件12以间隔2P(2×P)定位，而线L2上的加热元件12也以间隔2P(2×P)定位。每个设置在线L1上的加热元件12的位置相对于设置在线L2上的加热元件12的最近的一个沿着加热元件12排列的方向平移P的距离。

因此，在线L1和L2上的加热元件12，作为一个整体，以规则间隔P定位。间隔P通过行式头部10的分解力(DPI)确定。例如，当分解力为600DPI时，间隔P大约为42.3μm。

在半导体基底11上，液体腔13a是由设置在半导体基底11和喷嘴板17之间的阻挡层13的一部分而形成。在图3所示的实例中，定位在图3中线L1上的用于加热元件12的液体腔13a形成为基本上U形的水平横截面上，从而使每个加热元件12的三个面被相应的液体腔13a的内部侧壁包围。液体腔13a形成在阻挡层13中，该液体腔13a通过部分地切割阻挡层13形成了具有基本上呈U形的切开部分。用于定位在线L1上的加热元件12的液体腔13a形成为这些液体腔13a的敞开侧朝向线L2。

另一方面，定位在线L2上的加热元件12所用的液体腔13a在水平横截面上基本上呈U形，从而使每个加热元件12的三个面被相应的液体腔13的内部侧壁包围，并且使每个液体腔13a与其它的液体腔13a相隔离。这些液体腔13a的开口侧朝向线L1。

因此，其中设置有一个定位在线L1上的加热元件12的液体腔13a的开口侧与设置有一个定位在线L2上的加热元件12的液体腔13a的开口侧的方向相反。

注意，每个设置有加热元件12的液体腔13a的侧面的长度没有限制，只要每边长于加热元件12对应侧的长度即可。在本实施例中，每个液体腔13a中以如下方式设置加热元件12，即液体腔13a的每个内部侧壁与加热元件12间隔几微米的距离。

间隙Wx(大于0的实数)形成于每两个相邻、以间隔2P定位于线L2上的液体腔13a之间，从而使每两个相邻的液体腔13a在排列液体腔13a的方向上(即，在线L2延伸的方向)隔开。也就是，间隙Wx形成于每个液体腔13a的两侧，从而使液体腔13a在其排列方向上相互隔开。

每个间隙Wx作为第一流动通道23a(宽度等于Wx，用于使液体在垂直于线L1和L2的方向上流动)，该通道为公共流动通道23的一部分并且与向每个液体腔13a供应液体(墨)的公共流动通道23连通。

因为在线L1上的液体腔13a整体形成于阻挡层13中(从而使每个液体腔直接被阻挡层13包围)，所以在定位于线L1上的相邻液体腔13a之间没有形成间隙Wx。

在朝向线L2的侧面上的位于线L1上的各个液体腔13a的端部以间隙Wy(大于0的实数)，在垂直于液体腔13a的排列方向的方向上，与在朝向线L1的侧面上的位于线L2上的各个液体腔13a的端部相隔开间隙Wy。正如间隙Wx，间隙Wy作为第二公共流动通道23b(宽度等于Wy，用于使液体在平行于线L1和L2的方向上流动)，该通道是公共流动通道23的一部分并且与向每个液体腔13a供应液体(墨)的公共流动通道23连通。

图4是按照另一个实施例的头部组片19的平面图，该组片是图3中所示的头部组片19的改进。在图3所示的实例中，所有的加热元件12设置成使每个加热元件12的中心精确地定位在线L1上或者线L2上。另一方面，在图4所示的实例中，一些加热元件12的中心从线L1或线L2上偏移。图4中，这些加热元件12中的加热元件12(n)，(n+4)，和(n+6)的中心精确地定位在线L1上。

然而，在加热元件12中，加热元件12(n+2)的中心稍微偏离线L1。偏移的量，例如，少于±δ/5。类似地，在位于线L2上的加热元件12中，虽然加热元件12(n+1)和(n+5)的中心精确地定位在线L2上，但是加热元件12(n+3)的中心稍微偏离线L2。在这种情况下，偏移的量也设定为，例如少于±δ/5。

在本实施例中，加热元件12的中心没有必要必须精确地定位于线L1或L2上，但是其中心只可在预定的小范围内有所偏移。也就是说，在线L1上的加热元件12可以以之字形交替地精确定位在线L1上以及稍微偏离线L1的位置处，在线L2上的加热元件12可以以之字形交替地精确定位在线L2上以及稍微偏离线L2的位置处。

图5也是依照另一个实施例的头部组片19的平面图，该组件是图3中所示头部组片19的改进。在图3所示的实施例中，其中设置有位于线L1上的加热元件12的液体腔13a整体形成于阻挡层13a中。与此相反，在图5所示的实施例中，其中设置有位于线L1上的加热元件12的液体腔13a相互隔离地形成，与其中设置有位于线L2上的加热元件12的液体腔13a相同。

在这种结构中，每个液体腔13a的水平横截面基本上为U形，其敞开侧的朝向与另一个相对位置的液体腔13a的敞开侧的朝向相反。与在图3或图4中所示的结构相比，当液体喷出时，这种结构使产生的冲击波的反射条件更加类似于所有的喷液元件，并且也使得喷嘴板17具有一致的张力分布。

按照本实施例流动通道结构具有下述特征。

(1)在强度方面，该结构具有以下特征。

因为喷液元件以之字形交替地设置在线L1和线L2上，所以每组位于任一线L1或L2上的喷液元件形成具有半分解力(half resolution)的头部。因为机械强度随着分解力的降低而增加，所以按照本实施例的喷液元件的排列能够增加机械强度。

在以之字形排列的喷液元件中，每个位于线L1或线L2上的喷液元件的液体腔13a基本上成U形，因此可在所有的方向上实现相似的强度。此外，因为每个液体腔13a的开口侧朝向内侧，所以当一种压力(表面压力)施加于头部组片19(喷液元件列的)的边缘时，坚固的外部零件承受所施加的压力，由此保护铰弱的内部零件。也就是说，液体腔13a的开口侧的边缘是强度最弱的，但是这些最弱的部分设置在相互面对的内部位置，所以使它们可被外部零件保护。因此，这些内部零件不会承受当被连接到喷嘴板17时所产生的压力，并且在连接到喷嘴板17之后也不会承受外部施加的压力。

此外，因为位于线L1上的液体腔13a的位置从位于线L2上的对应液体腔13a平移距离P，所以液体腔13a的壁部以间隙Wy定位在面向每个液体腔13a的开口两侧的位置处。当压力(表面压力)施加于该结构时，这会防止该结构被容易地变形。

在相关技术的结构中，如同头部组片1a(图12)，其中的单独长流动通道3d形成为梳齿状，当施加压力时，会产生大的应力。相反，在依照本实施例的液体腔13a中，因为每个液体腔13a的横截面基本上呈U形，并且存在一个在液体腔13a的排列方向上延伸的横梁(beam)，所以可实现大的强度，即使施加大的外部压力，也可防止产生的大的应力。

在相关技术的结构中，当分解力为，例如600DPI时，加热元件12以大约42.3μm的间隔排列，并且在阻挡层3中每两个相邻加热元件12之间形成的每个梳齿指状件宽度的大小至多是与图12中所示的大约15至17μm相同。相反，在按照本实施例的结构中，每个液体腔13a的壁的厚度为大约60μm，从而可实现足够高的强度。这使得该结构能够承受侧向力(也就是，每个液体腔13a能承受加热元件12排列方向上的力产生的应变)。

(2)在许多情况中，相关技术的头部组片包括形成于半导体基底中心的通孔，虽然在图12中没有示出。相反，在按照本实施例的结构中，流动通道形成于之字形线的加热元件12的每个相邻元件之间(也就是，在线L1和线L2之间)，但是穿过半导体基底11没有形成流动通道(通孔)。更具体地说，第一公共流动通道23a和第二公共流动通道23b形成于半导体基底11的平面区域中，该区域既没有阻挡层13也没有液体腔13a，并且这些流动通道没有延伸穿过半导体基底11的部分。注意，如果之字形线的加热元件12的每个相邻元件之间的公共流动通道没有延伸穿过半导体基底11，在就可以采用槽的形式(横截面基本上为U形)。也要注意，如果通道的位置不在之字形线的加热元件12的相邻元件之间，那么也可以形成通孔形式的公共流动通道。例如，这种采用通孔形式的公共流动通道可以在形成加热元件12的之字形线的区域的外部形成。

在头部组片19的设计中，在之字形线的加热元件12之间没有采用通孔形式的流动通道，这可减少头部组片19的总体尺寸。这也使得成本降低(因为成本直接取决于头部组片19的面积)。头部组片19需要用于供应液体的空间。头部组片19尺寸的减少使得它可获得实现该目的的空间。

如同相关技术的结构，在通孔形成于半导体基底中的情况下，有必要在通孔的两侧分别设置驱动电路阵列。这会导致电路尺寸的增加，因此会导致头部组片面积的增加大概2倍。此外，有必要为每个驱动电路阵列分别设置一个大的连接垫。这会导致面积进一步增加。相反，在按照本实施例的结构中，位于线L1上的加热元件12和位于线L2上的加热元件12由一个单独的电路驱动(这将在后文进行详细描述)。此外，在供液系统的设计中，头部组片19尺寸的减少使得供液系统能利用更大的面积，同时可减少行式头部10的总体尺寸。

(3)在本实施例中，在线L1和线L2上以之字形交替设置加热元件12这种方式可使得在加热元件12之间能够具有大的空间。也就是，例如，就位于线L1上的加热元件12而言，加热元件12以2P的间隔设置，这是在相关结构中实现相同分解力所需间隔的两倍。这会导致实际尺寸中间隙的增加。例如，分解力为1200DPI的头部组片19能获得与相关技术的结构中实现600DPI所需的间隙相近似的间隙。

(4)关于供液流，按照本实施例的结构具有下述特征。

图6A至6D是表示头部组片各种结构的示意图。在这些附图中，由实线示出的方形代表液体腔，而由虚线示出的圆圈代表喷嘴。

图6A表示在相关技术结构中的液体流动(如图12中所示)。图6B表示在由本申请人提交的日本专利申请No.2003-383232中提出的结构中的液体流动。图6C表示具有在两排之字形线加热元件之间形成的通孔的结构中的液体流动。图6D表示按照本实施例的结构中的液体流动。

在图6A至6C所示的结构中，液体经由单独的流动通道供应到每个液体腔。因此，在这些结构中，如果在单独的流动通道中出现障碍，那么就没有液体能供应给对应的液体腔。

相反，在图6D所示的结构中，液体从多个方向经由围绕液体腔13a延伸的通道供应给每个液体腔13a。液体腔13a具有类似过滤器的功能，该功能可保持液体腔13a的内部压力，因此供应到液体腔13a开口的液体和供应到对面位置的液体腔13a开口的液体在穿过宽度等于Wx的第一公共流动通道23a之后都被供应。结果，具有基本上同样压力的液体供应到所有位于线L1和线L2上的液体腔13a的开口处。

(5)按照本实施例的流动通道的结构可提高液体的喷出和再充满的特性的一致性。高度一致性是重要的，因为如果一致性不足够高，那么当特定条件下进行喷液操作时，会发生喷射变化或者喷出液滴的量的变化，或者由于操作速度的不同而产生气泡(气泡的产生会导致喷出的液体量大量减少)。

为了减少变化，需要形成具有对称形状或者具有旋转对称形状的流动通道。在这方面，在图6B所示的结构中，各个液体腔的公共流动通道的长度的不同会引起特性的变化。相反，在按照本实施例的结构中，在类似的条件下，液体能供应给所有的液体腔，并且因此能实现喷液元件的喷出和再填满特性的高度一致性。

(6)当喷嘴板单独制备并且喷嘴板连接到其上形成有加热元件和液体腔的半导体基底上时，与头部组片的厚度(大约600至650μm)相比，喷嘴板的小厚度(大约10至30μm)在室温下会导致在喷嘴板中出现张力。

如果热应力或者外力施加给这样的结构，那么喷嘴板中会出现张力的变化，并且因此出现应变。然而，在按照本实施例的结构中，喷嘴18是对张力的变化最敏感的部分，该喷嘴被液体腔13a基本上呈U形的壁包围，因此，张力不会导致大的应力施加于喷嘴18。因此，可在大的温度范围内实现高稳定性和高可靠性。

(7)如果液体的粘度或者表面张力低，那么当液体被喷出时，产生冲击波，当液体被再填满时，出现液面的振动或者液压的改变。在这样的冲击波产生或者液面振动出现之后，弯曲液面恢复至平静状态需要很长的时间。一种防止上述问题的方法是，增加在每个液体腔和公共流动通道之间的单独流动通道的长度，从而使长的单独流动通道具有大的流动阻力，从而削弱了液体喷出时产生的冲击波以及液体再被填满时出现的振动。然而，如果在长的单独流动通道内出现了气泡，那么就会出现喷出故障。如果喷出操作在这种状态下持续，那么加热元件就可能被破坏。

为了防止上述问题，用于捕获灰尘或者颗粒的柱状物(过滤器)通常放在每个单独流动通道的前面，从而使过滤器具有削弱振动或者减少干扰的效果。

相反，在按照本实施例的结构中，面向公共流动通道23的隔离和单独液体腔13a充当过滤器。相关技术中的过滤器(如图10中所示的过滤器30)可另外设置以实现过滤气泡的效果。通过适当地选择间隙Wx和每个液体腔13a的长度L(图3)，液体腔13a的过滤特性可在减少干扰和振动方面达到最优化。

特别是，当液体腔13a如图5所示对称形成时，通过将流动通道(宽度等于Wx)形成为从液体腔13a的开口直线延伸，由此吸收从液体腔13a的开口传播的冲击波，可使冲击波的影响最大程度地减小。

(8)从公共流动通道到单独流动通道的流动通道的长度以及其流动阻力会影响喷出压力(喷出速度)。在本实施例中，液体流过在每个液体腔13a两侧的通道，并且在线L1上的液体腔13a和线L2上的液体腔13a之间的中心定位的第二共同流体通道23b中相互汇合。汇合的流体经由通道以基本上相同的长度(相同的流动阻力)被分开并供应给各个液体腔13a。因此，即使当喷出操作连续进行时，液体也能从相对位置处的喷液元件以基本上一样的喷出压力(喷出速度)被喷出。

因此，按照本实施例的流动通道结构具有以下优点。

(1)第一个优点是能抑制气泡引起的故障。即使气泡引起的故障发生，也能实现故障的自动恢复。在本发明的结构中，因为液体从三个方向供应到每个液体腔13a的开口，所以总会实现最好的效果。

(2)对于所有的喷液元件能得到非常类似的喷液速度(也就是，所有的喷液元件具有类似的喷出特性)。

(3)因为在同一直线(线L1或L2)上的喷液元件以较大间隔定位，所以每个液体腔13a的壁部可具有足够的厚度，因而最大限度地减小由热膨胀引起的特性变化或者施加给行式头部10的机械应力。

(4)能够减少由不同喷液元件产生的喷出振动之间的干扰(通过大量且一致的过滤作应)。

(5)因为每个液体腔13a被导热性比阻挡层13的导热性高的液体包围，所以可实现良好的放热特性。

(6)因为喷嘴板17具有相同的张力分布，所以可最大限度地减小喷嘴18之间的特性变动。

(7)因为液体从三个方向供应到每个液体腔13a，所以可最大限度地减小由颗粒或者灰尘引起的故障。

(8)对于相同分解力(DPI)和相同数量的喷嘴，头部组片19与在头部组片19的中央形成通孔的结构相比，具有更小的面积。

现在，下面将按照本实施例说明喷出方向偏转装置。

在本实施例中，如图3和其它附图所示，位于每个液体腔13a中的加热元件12被分成并排设置的两部分。每个加热元件12的两部分在与喷嘴18的排列方向相同的方向上并排设置。虽然喷嘴18的位置在图3中没有示出，但是喷嘴18设置在各个加热元件12的上方，从而使每个喷嘴18的中心轴与对应的加热元件12的中心轴重合，作为具有设置在一个液体腔13a内部的两部分的加热元件12的整体结构。

在以上述方式形成的具有两部分的加热元件12的情况中，加热元件12的每部分的长度等于没有被分开的加热元件的长度，并且每部分的宽度是没有被分开的加热元件宽度的一半。因此，加热元件12两部分中的每个的电阻为没有被分开的加热元件电阻的两倍。如果加热元件12的两部分相互串联，那么得到的电阻是没有被分开的加热元件的电阻的4倍(注意，所述电阻的计算没有考虑两部分之间形成的空间的影响)。

为了使液体腔13a中的液体达到沸点，应在加热元件12上使用专门的电源对其进行加热。液体可在沸腾能量的作用下喷出。当加热元件12的电阻铰低时，需要有大量的电流通过加热元件12。另一方面，当加热元件12具有较大电阻时，使较小电流通过加热元件12就可使液体达到沸点。

这就允许使用小型晶体管供应通过加热元件12的电流，并且因此可减少整体尺寸。通过减少加热元件12的厚度能增加加热元件12的电阻。然而，加热元件12的厚度存在一个下限，这取决于用来形成加热元件12的材料的特性，例如强度(耐性)。将加热元件12分成两部分可在没有减少其厚度的情况下增加加热元件12的电阻。

被分成两部分的加热元件12设置在每个液体腔13a中，一般来说，每个加热元件12的两部分被加热，从而使其温度同时达到使液体沸腾所需的温度(也就是，所述两部分被加热从而使其气泡产生的时间相同)。如果在加热元件12的两部分之间的气泡产生时间存在不同，那么喷液角度将偏离垂直方向。

图7是示出喷液角度的示意图。在图7中，如果液体垂直于喷液平面(记录介质R的表面)喷出，那么喷出的液体i沿图7中由虚线表示的箭头所指示的直线路径移动。另一方面，如果液体i的喷出角度偏离垂直方向θ角度，那么喷出的液体i沿路径Z1和Z2流动，因此液体i的到达点偏离为

ΔL＝H×tanθ

其中H是喷嘴18的端部与记录介质R的表面之间的距离，也就是，喷液元件的喷液表面和液体到达表面之间的距离(在后文的论述也使用该定义)。在普通的喷墨打印机中，距离H在1到2mm的范围内。在下面的讨论中，假定距离H保持为等于大约2mm的恒定值。

因为距离H的变化会导致液体i的落点的变化，所以该距离H需要保持恒定。当液体i从喷嘴18中朝向记录介质R的表面在偏移方向喷出时，液体i的落点随着距离H的变化而变化，虽然当液体i在垂直方向喷出时，距离H的变化不会引起落点的变化。

图8A和8B是表示计算机模拟结果的曲线图，表明喷液角度随着在加热元件12的两部分之间的液体中产生气泡所需的时间的变化而变化。注意，图8A表示在X方向上测量的喷液角度，图8B表示在Y方向上测量的喷液角度，其中X方向是喷嘴18的排列方向(每个加热元件12的两部分并列设置的方向)，Y方向是垂直于X方向(记录介质输送)的方向。图8C是表示液体落点的测量偏离。在该附图中，水平轴表示由流过加热元件12的两部分之间的电流的差值的一半所限定的偏差电流(deflection current)。注意，偏差电流对应于加热元件12的两部分之间的产生气泡的时间差。在图8C中，垂直轴表示液体落点偏移的测量值(同时保持喷液表面和液体到达表面(记录介质)之间的距离在大约2mm)。在该测量中，加热元件12中通过的主电流为80mA，上述的偏差电流叠加在通过加热元件12的两部分之一的主电流上，从而使喷液方向发生偏移。

当在两部分之间存在气泡产生时间的差别时，喷液角度如图8A和8C所示的垂直方向偏转，所述两部分是在喷嘴18的排列方向将加热元件12分开得到的。也就是，在喷嘴18的排列方向上的喷液角度θx随着气泡产生的时间差而增加(注意，喷液角度θx表示从垂直方向的偏转并且对应图7中的θ)。

在本实施例中，使用了被分成两部分的加热元件12，并且电流通过加热元件12的这两部分，从而使这两部分之间存在电流差，由此产生了加热元件12的两部分之间的气泡产生时间差。通过控制加热元件12的两部分的电流差，从每个喷嘴18喷出的液体的喷出方向在喷液元件(喷嘴18)的排列方向上偏转一理想角度。

当因为生产误差或者类似原因在加热元件12两部分之间存在电阻差时，在加热元件12的两部分之间会出现气泡产生时间的差别。结果，喷液角度离开垂直方向出现偏移，这导致液体落点从正确位置偏移。液体落点的偏移可通过适当地控制流过加热元件12的各个部分的电流进行调整，并由此调整气泡的产生时间，从而使气泡产生的时间对加热元件12的两部分来说变得相同，因此液体在垂直方向上喷出。

在行式头部10中，喷液方向离开垂直方向的偏移可在头部组片上根据头部组片的原理进行调整，从而使各个头部组片19作为一个整体在垂直方向喷出液体。

对于头部组片19中的一个或者多个特定喷液元件来说，也可调整喷液角度。例如，在特定的头部组片19中，当特定喷液元件的喷液方向与其它的喷液元件的喷液方向不平行时，可调整该特定喷液元件的喷液方向，从而使得喷液方向变得与其它的喷液元件的喷液方向平行。

也可按如下方式偏转喷液方向。

例如，当喷液方向没有被偏转时，让我们假定当液体从喷液元件N和相邻的喷液元件N+1喷出时，喷出的液体分别到达位置n和n+1。在这种情况下，可将从喷液元件N喷出液体的喷出方向偏转，从而使喷出的液体到达落点n+1，而不是在非偏转的方向喷出液体使喷出的液体到达落点n。

类似地，可将从喷出元件N+1中喷出的液体的喷出方向进行偏转，从而使喷出的液体到达落点n，而不是在非偏转的方向喷出液体使喷出的液体到达落点n+1。

例如，当因为堵塞或者类似原因，喷液元件N+1不能喷出液体时，使液体沉积在落点n+1也是不可能的，并且会出现打点故障(dot failure)。如果头部组片19包括这种有故障的喷液元件，那么头部组片19作为一个整体被认为是存在故障的。

然而，当这样的故障出现时，可通过从靠近喷液元件N+1的喷液元件N或者N+2在合适地偏转方向上喷出液体而使液体沉积在落点n+1处。

下面将说明喷出方向偏转装置的一个具体实例。这个按照本实施例的喷出方向偏转装置的实例是使用电流镜像电路形成的(在下文中，称作CM电路)。

图9是示出按照本实施例的喷出方向偏转装置的具体实例的电路图。首先，将说明在此电路中使用的电路元件以及它们之间的连接。

在图9中，电阻器Rh-A和Rh-B是加热元件12的两个分开部分的电阻，并且这两个电阻串联。电源Vh向电阻器Rh-A和Rh-B提供电压。

在图9中所示的电路中包括晶体三极管M1至M21。这些晶体三极管中，晶体三极管M4、M6、M9、M11、M14、M16、M19和M21是PMOS晶体管，而其它的晶体三极管是NMOS晶体管。在图9中所示的电路中，CM电路是通过例如晶体三极管M2、M3、M4、M5和M6形成的，这四个CM电路都是以类似的方式形成的。

在该电路中，晶体管M6的控制极(gate)和漏极(drain)连接到晶体管M4的控制极。晶体管M4和M3的漏极相互连接，并且晶体管M6和M5的漏极也相互连接。在其它的CM电路中，晶体管以类似的方式连接。

各个CM电路的晶体管M4、M9、M14和M19的漏极与各个CM电路的晶体管M3、M8、M13和M18的漏极都连接到电阻器Rh-A和Rh-B之间的节点处。

晶体管M2、M7、M12和M17作为各个CM电路的恒流源，并且这些晶体管的各个漏极被连接到晶体管M3、M8、M13和M18的各个源极(source)。

晶体管M1的漏极串联到电阻器Rh-B。当喷出的执行开关A处于“1”-电平(开-电平)时，晶体管M1打开，因此电流流过电阻器Rh-A和Rh-B。

各个与门X1至X9的输出端连接到晶体管M1、M3、M5、M7和M9的各个控制极。注意，与门X1至X7是双输入类型的，而与门X8和X9是三输入类型的。与门X1至X9的每个的至少一个输入端连接到喷出执行开关A。

每个异或非(XNOR)门X10、X12、X14和X16的输入端的一个连接到偏转方向选择开关C，这些异或非门的其他输入端连接到偏转控制开关J1至J3中的一个或者连接到喷出角度调整开关S。

偏转方向选择开关C是用于沿喷嘴18列的正负方向之间对要被偏转的喷液的方向进行转换的开关。如果该偏转方向选择开关C处于“1”-电平(开-电平)，那么异或非门X10的输入端的一个处于“1”-电平。

偏转控制开关J1至J3是用于确定喷液方向偏转量大小的开关。例如，当输入端J3处于“1”-电平(开-电平)，那么异或非门X10的输入端的一个处于“1”-电平。

异或非门X10、X12、X14和X16的每个的输出端被连接到与门X2、X4、X6和X8中一个的一个输入端并且还通过非门X11、X13、X15和X17中的一个连接到与门X3、X5、X7和X9中一个的一个输入端。每个与门X8和X9的一个输入端连接到喷液角度调整开关K。

偏转幅度控制端B是通过确定作为各个CM电路的恒流源的晶体管M2、M7、M12和M17的电流，来确定一个偏转步骤的幅度的端部(terminal)。为了实现该目的，偏转幅度控制端B连接到各个晶体管M2、M7、M12和M17的控制极。如果该端部的电压为0，那么每个恒流源的电流被设定为等于0，因此没有偏转流。结果，偏转的幅度等于0。如果施加于偏转幅度控制端B的电压逐渐增加，那么恒流源的电流逐渐增加，因此偏差电流也逐渐增加。结果，偏转幅度增加。因此，可通过控制施加于偏转幅度控制端B的电压而正确地控制偏转幅度。

连接到电阻器Rh-B的晶体管M1的源极和作为各个CM电路的恒流源的各个晶体管M2、M7、M12和M17的源极都是接地的。

在图9所示的电路图中，在圆括号内描述的靠近各个晶体管M1至M21的序号“xN”(N＝1，2，4或者50)表示并联的晶体管元件的个数。例如，序号为“x1”的晶体管(晶体管M12至M21)均形成为具有一个标准晶体管元件。另一方面，带序号“x2”的晶体管(晶体管M7至M11)均等同于两个标准晶体管元件的并联。类似的，带序号“xN”的晶体管均等同于N个标准晶体管元件的并联。

晶体管M2、M7、M12和M17分别标有表示标准晶体管元件个数的“x4”、“x2”、“x1”和“x1”，因此，当在这些晶体管的每个的控制极和地面之间施加一个特定电压时，在这些晶体管中的漏电流的比值是4∶2∶1∶1。

下面将说明该电路的运转。首先，讨论由晶体管M3、M4、M5和M6组成的CM电路的运转。

只有当液体喷出时，喷出执行开关A打开。

例如，当信号电平是A＝“1”(也就是，A是“1”-电平(其它信号的信号电平也将以类似的方式表示))，B＝2.5V，C＝“1”，和J3＝“1”时，异或非门X10的输出信号电平变成“1”。该“1”-电平输出信号和A＝“1”输入到与门X2，因此“1”-电平信号从与门X2中输出。结果，晶体管M3被打开。

当异或非门X10的输出是“1”时，非门X11的输出为“0”。该“0”-电平输出信号和A＝“1”输入到与门X3，因此0-电平信号从与门X3输出。结果，晶体管M5被关闭。

因为晶体管M4和M3的漏极相互连接，所以晶体管M6和M5的漏极相互连接，当如上所述晶体管M3处于打开状态而晶体管M5处于关闭状态时，虽然电流从晶体管M4流动至M3，但没有电流从晶体管M6流动至M5。因为CM电路的性质，所以当没有电流流过晶体管M6时，晶体管M4也没有电流从中流过。因为2.5V电压施加于晶体管M2的控制极，所以对应于所施加2.5V电压的电流只在晶体管M3、M4、M5和M6中从晶体管M3流向晶体管M2。

在这种状态，因为晶体管M5的控制极处于关闭状态，所以没有电流流过晶体管M6，因此也没有电流流过晶体管M4，其中晶体管M4是晶体管M6的镜像(mirror)。如果没有其它的电流，那么相同的电流Ih流过两个电阻器Rh-A和Rh-B。然而，当M3的控制极为打开状态时，由M2确定的电流经过M3从电阻器Rh-A和Rh-B之间的节点流出，因此由M2确定的电流只添加至流过电阻器Rh-A的电流。

因此，I_Rh-A＞I_Rh-B。

对于C＝“1”时电路的工作的情况在上文已进行了说明。当C＝“0”时，即，当只有偏转方向选择开关C的信号电平被改变而保持其它的信号电平时(即，A，B和J3的信号电平保持在“1”)，电路如下工作。

当C＝“0”和J3＝“1”时，“0”-电平信号从异或非门X10输出。该“0”-电平输出信号和A＝“1”输入到与门X2，因此与门X2的输出电平变成“0”。结果，晶体管M3被关闭。

当异或非门X10的输出信号电平是“0”时，非门X11的输出信号电平成为“1”。该“1”-电平输出信号和A＝“1”输入到与门X3，因此晶体管M5被打开。

当晶体管M5处于打开状态时，电流流过晶体管M6。在这种状态下，由于CM电路的性质，电流也流过晶体管M4。

因此，电流从电源Vh流进电阻器Rh-A、晶体管M4和晶体管M6。流过电阻器Rh-A的电流都直接流进电阻器Rh-B(任何流出电阻器Rh-A的电流都不会流入晶体管M3，因为晶体管M3处于关闭状态)。因为晶体管M3处于关闭状态，所以所有的流过晶体管M4的电流流入电阻器Rh-B。流过晶体管M6的电流流入晶体管M5。

当C＝“1”时，如前所述，流出电阻器Rh-A的电流部分流入电阻器Rh-B，剩余的电流流入晶体管M3。相反，当C＝“0”时，流过电阻器Rh-A的电流和流过晶体管M4的电流一起流入电阻器Rh-B。结果，流过电阻器Rh-A的电流IRh-A比流过电阻器Rh-B的电流IRh-B小，即，IRh-A＜IRh-B。这些电流的比值对于C＝“1”和C＝“0”是相反的。

通过控制电流使流过电阻器Rh-A和Rh-B的电流互不相同，这可得到各个加热元件12的两部分上产生气泡的时间差异，由此使喷液方向出现偏转。

根据C＝“1”或者C＝“0”，喷液方向的偏转量相同，但是其方向与沿喷嘴18列的方向相反。

在上述论述中，只有偏转控制开关J3打开或关闭。如果偏转控制开关J2和J1打开或关闭，那么就可更精确地控制流过电阻器Rh-A和Rh-B的电流。

更具体地说，流过晶体管M4和M6的电流可通过偏转控制开关J3控制，流过晶体管M9和M11的电流由偏转控制开关J2控制，流过晶体管M14和M16的电流由偏转控制开关J1控制。

如上文所述，晶体管M4和M6、晶体管M9和M11以及晶体管M14和M16具有4、2和1的相对电流驱动能力。因此，通过将各个偏转控制开关J1至J3对应地设定为下列三个二进制位值的一个，(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)，就可在八个电平中的一个控制喷液方向的偏转。

通过改变施加在晶体管M2、M7、M12和M17的控制极与地面之间的电压，借此改变流过这些晶体管的电流，那么当保持晶体管的漏电流的比值为4∶2∶1时，可改变每一步骤中的偏转量。

此外，如上文所述，按照偏转方向选择开关C的信号电平，喷出方向的偏转沿喷嘴18的排列方向在两个相对的方向之间进行转换，同时对偏转量进行保持。

在行式头部10中，如图2A和2B所示，多个头部组片19以之字形在跨过记录介质的宽度的方向上排列，从而使头部组片19的取向与每两个相邻的头部组片19相对(该取向是从一个头部组片19反转到另一个)。在头部组片19的这种排列中，如果普通信号发送给两个相邻的头部组片19的偏转控制开关J1至J3，对于两个相邻的头部组片19，喷液方向在相反的方向上进行偏转。在本实施例中，为了避免上述问题，各个头部组片19的偏转控制开关C被控制成使偏转方向被正确地转换。

更具体地，在多个头部组片以之字形排列的行式头部结构中，对于偶数位置(N，N+2，N+4，...)处的头部组片19，C设定为“0”，对于奇数位置(N+1，N+3，N+5，...)处的头部组片19，C设定为“1”，从而对于行式头部10的所有头部组片19，使偏转方向变成相同。

喷出角度调整开关S和K与偏转控制开关J1至J3的相似之处在于它们都用于控制喷液方向的偏转，但是它们的不同之处在于喷出角度调整开关S和K用于对偏转进行调整。

更具体地说，喷出角度调整开关K用于明确是否已进行调整。当K＝“1”时，调整得以执行，但是当K＝“0”时调整不执行。

喷出角度调整开关S用于明确在沿喷嘴18排列的哪个方向上进行调整。

例如，当K＝“0”(不进行调整)时，“0”-电平信号应用于与门X8的三个输入之一和与门X9的三个输入之一，因此与门X8和X9的输出信号电平都变成0。结果，晶体管M18和M20关闭，因此晶体管M19和M21也关闭。因此，流过电阻器Rh-A和Rh-B的电流没有发生变化。

另一方面，当K＝“1”时，如果S和C被设定为，例如S＝“0”和C＝“0”，那么异或非门X16的输出电平变成1。因此，输入信号(“1”，“1”，“1”)应用于与门X8，其输出电平变成“1”。结果，晶体管M18打开。应用于与门X9的输入信号中的一个被非门X17反向，并且所得的“0”-电平信号输入到与门X9。因此，与门X9的输出电平变成“0”。结果，晶体管M20关闭。因为晶体管M20处于关闭状态，所以没有电流流过晶体管M21。

在这种状态，由于CM电路的特性，晶体管M19也没有电流流过。然而，因为晶体管M18处于打开状态，所以电流从电阻器Rh-A和Rh-B之间的节点流入并且流进晶体管M18。这引起电阻器Rh-B中流过的电流比流过电阻器Rh-A的电流小。因此，通过调整喷液角度，可在喷嘴18的排列方向上以理想的值调整液滴的落点。

虽然在上述实施例中，调整是通过由喷出角度调整开关S和K给出的二进制控制信号控制的，但是二进制位的数量(即，开关的数量)可进行增加从而更精确地进行调整。

确定喷液方向偏转的偏差电流Idef可作为下述各个开关J1至J3和S、K的信号电平的函数进行表示。

Idef＝J3×4×Is+J2×2×Is+J1×Is+S×K×Is

＝(4×J3+2×J2+J1+S×K)×Is                    (1)

在等式(1)中，J1，J2，J3取+1或者-1的值，S取+1或者-1的值，K取+1或者0的值。

正如从等式(1)中看到的，通过设定J1、J2和J3，可设定偏差电流为八个电平之一，而且偏差电流也可独立于J1至J3由S和K进行设定。

因为偏差电流可设定为包括四个正电平和四个负电平的八个电平之一，所以可在沿喷嘴18排列的任一方向上对喷液方向进行偏转。例如，在图7中，可离开垂直方向θ向左偏离喷液方向(如液体在图7中的Z1方向上喷出)，并且也可离开垂直方向θ向右偏离喷液方向(如液体在图7中的Z2方向上喷出)。θ的值，即偏转的大小，可进行任意地设定。

实例

下面将说明具体的实施例。

图10表示按照本发明的一个实施例的半导体加工掩膜的一部分。在图10所示的实例中，半导体加工掩膜以如下方式设计，使用如图5所示的对称形状制造液体腔13a，并且以2P的规则间隔、在各个设置在图10中下部线的液体腔13a的对应位置上制造矩形框架的过滤器30。在图10中，液体从上侧进行供应(过滤器30设置的位置)，阻挡层13位于下侧。在图10所示的掩膜图案中，加热元件12的位置由虚线另外表示。加热元件12的间隔P设定为42.3μm以获得600DPI的分解力。在图10中，加热元件12列中两个相邻中心线之间的垂直方向的距离(对应图3或4中的δ)设定为等于P的值，即42.3μm。

图11以曲线图的形式表示在包括具有各个颜色的16个头部组片的行式头部10中处于连续位置处的三个头部组片19(第六组片、第七组片和第八组片)的18个喷嘴18(喷液元件)的测量喷出速度，其中每个头部组片19包括320个喷嘴。

平均喷出速度是8.64(m/s)，标准偏差大小为0.21(m/s)。该测量喷出速度的较小标准偏差表示按照本实施例的行式头部在喷液方面具有高度的稳定性和高度的精确性。

气泡的产生速率根据实验测定如下。

准备行式头部，该行式头部在液体腔13a的结构上不同，但是在喷嘴18的间隔P以及在头部组片19的端部和喷嘴18所在行之间的平均距离是相同的。

由相关技术测量到的气泡产生速率是大约1至1.5×10^-5。

另一方面，按照本实施例的结构，其气泡产生速率在多次测量中的均为0(环境温度为25℃)。测量表明按照本实施例的行式头部在气泡产生速率方面也具有高性能。在实际的A4纸的打印实验中，没有发现由于气泡的产生而造成的图像质量下降。在气泡产生速率的测量和实际的打印实验中，都表明气泡的产生速率非常低。

本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其他的因素，在权利要求书或者其等效范围内可进行各种改进、组合、子组合和更改。

Claims (7)

1、一种喷液头，包括在基底平面区域上排列的多个喷液元件，每个喷液元件包括：

用于容纳待喷射液体的液体腔；

设置于所述液体腔中的加热元件，用于通过加热所述液体从而在所述液体腔中的所述液体中产生气泡；和

当由所述加热元件产生气泡时，用于喷出所述液体腔中所述液体的喷嘴，

其中，在多个加热元件中，从加热元件列的一端测量的第M个位置处的加热元件这样设置，即这些加热元件中的每个的中心精确地定位在或者靠近延伸方向与加热元件的排列方向相同的第一线，从加热元件列的该端测量的第N个位置处的加热元件这样设置，即这些加热元件中的每个的中心精确地定位在或者靠近延伸方向与加热元件的排列方向相同的第二线，所述第一线和第二线相互平行并且相互间隔δ(大于0的实数)，M是奇数或者偶数，如果M是奇数时N是偶数，如果M是偶数时N是奇数；

每个液体腔的水平横截面形成为类似U形的形状，从而使其壁部围绕设置于所述液体腔中的加热元件的三个面；

所述加热元件这样排列，即设置在或者靠近所述第一线和所述第二线的加热元件作为一个整体以规则间隔P定位；

所述液体腔这样设置，即每个液体腔的壁部围绕精确定位于或靠近所述第一线的加热元件中一个的三个侧面，所述液体腔的敞开侧朝向某一方向，该方向与每个壁部围绕精确定位于或靠近所述第二线的加热元件中一个的三个侧面的液体腔的敞开侧的方向相反；

间隙Wx(大于0的实数)至少形成于以间隔2P设置在或者靠近所述第一线的每个相邻液体腔之间，或者形成于以间隔2P设置在或者靠近所述第二线的每个相邻液体腔之间，从而使相邻液体腔在所述液体腔的排列方向上相互间隔有间隙Wx；

间隙Wy(大于0的实数)形成于设置在或者靠近所述第一线的液体腔和设置在或者靠近所述第二线的液体腔之间，从而使设置在或者靠近所述第一线的液体腔与设置在或者靠近所述第二线的液体腔在垂直于所述液体腔的排列方向上相互间隔有间隙Wy；并且

每个宽度等于Wx的流动通道由所述间隙Wx形成，每个宽度等于Wy的流动通道由所述间隙Wy形成。

2、如权利要求1所述的喷液头，其中，

每个排列在或者靠近所述第一线的液体腔和排列在或者靠近所述第二线的液体腔具有与其它液体腔相隔离的结构；并且

每个液体腔的两侧形成有间隙Wx，从而使相邻的液体腔在所述液体腔的排列方向上相互隔开。

3、如权利要求1所述的喷液头，其中，

排列在或者靠近所述第一线的加热元件的位置以及排列在或者靠近所述第二线的加热元件的位置在所述加热元件的排列方向上被平移距离P，从而使每个位于或者靠近所述第一线的加热元件定位于某一位置处，该位置与位于或者靠近所述第二线的加热元件中最接近的一个相对平移距离P。

4、如权利要求1所述的喷液头，其中，

平行于或者靠近所述基底的外部纵向边缘排列有多个所述喷液元件。

5、如权利要求1所述的喷液头，还包括一个用于向所述各个喷液元件的液体腔供应液体的公共流动通道，所述公共流动通道在所述基底的纵向方向上延伸，所述公共流动通道延伸穿过所述基底或者具有槽的形状，

其中，所述第一和第二线在所述公共流动通道的一侧并且平行于所述公共流动通道延伸。

6、如权利要求1所述的喷液头，还包括喷出方向偏转装置，用于在沿着所述喷出元件排列方向的多个方向中选择一个方向，从而使从所述喷液元件的喷嘴中喷出的液体偏转离开所述喷出方向，

其中，在每个液体腔中，多个加热元件在所述喷液元件的排列方向上并排设置；并且

所述喷出方向偏转装置使电流通过多个设置在每个液体腔中的加热元件，从而使流过所述多个加热元件中至少一个加热元件的电流和流过其它加热元件中一个加热元件的电流至少是不同的，由此控制从所述喷嘴喷出的液体的喷出方向。

7、一种具有喷液头的喷液装置，该喷液头包括在基底平面区域上排列的多个喷液元件，

每个喷液元件包括：

用于容纳待喷射液体的液体腔；

设置于所述液体腔中的加热元件，用于通过加热所述液体从而在所述液体腔中的所述液体中产生气泡；和

当由所述加热元件产生气泡时，用于喷出所述液体腔中所述液体的喷嘴，

其中，在多个加热元件中，从加热元件列的一端测量的第M个位置处的加热元件这样设置，即这些加热元件中的每个的中心精确地定位在或者靠近延伸方向与加热元件的排列方向相同的第一线，从加热元件列的该端测量的第N个位置处的加热元件这样设置，即这些加热元件中的每个的中心精确地定位在或者靠近延伸方向与加热元件的排列方向相同的第二线，所述第一线和第二线相互平行并且相互间隔δ(大于0的实数)，M是奇数或者偶数，如果M是奇数时N是偶数，如果M是偶数时N是奇数；

每个液体腔的水平横截面形成为类似U形的形状，从而使其壁部围绕设置于所述液体腔中的加热元件的三个面；

所述加热元件这样排列，即设置在或者靠近所述第一线和所述第二线的加热元件作为一个整体以规则间隔P定位；

所述液体腔这样设置，即每个液体腔的壁部围绕精确定位于或靠近所述第一线的加热元件中一个的三个侧面，所述液体腔的敞开侧朝向某一方向，该方向与每个壁部围绕精确定位于或靠近所述第二线的加热元件中一个的三个侧面的液体腔的敞开侧的方向相反；

间隙Wx(大于0的实数)至少形成于以间隔2P设置在或者靠近所述第一线的每个相邻液体腔之间，或者形成于以间隔2P设置在或者靠近所述第二线的每个相邻液体腔之间，从而使相邻液体腔在所述液体腔的排列方向上相互间隔有间隙Wx；

间隙Wy(大于0的实数)形成于设置在或者靠近所述第一线的液体腔和设置在或者靠近所述第二线的液体腔之间，从而使设置在或者靠近所述第一线的液体腔与设置在或者靠近所述第二线的液体腔在垂直于所述液体腔的排列方向上相互间隔有间隙Wy；并且

每个宽度等于Wx的流动通道由所述间隙Wx形成，每个宽度等于Wy的流动通道由所述间隙Wy形成。

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