TWI270466B - Ink jet record head - Google Patents

Description

1270466 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 Ϊ. 本發明是釋放例如像v墨水微滴之類的液體微滴並完成 在記錄媒體上記錄，特別是關於執行噴墨記錄的液體釋放 頭。 【先前技術】 噴墨記錄是所謂非撞擊式記錄系統其中之一，至於噴 · 墨記錄系統所產生之噪音幾乎是微不足道的，同時高速記 錄也是可行的。噴墨記錄系統能夠在不同記錄媒體上記 錄，並且不需要特殊的程序便可將墨水固定在所謂標準的 紙張上，此外這也使得高解析度影像可用低價位來取得。 由於這些好處，噴墨記錄系統在近年來，不僅迅速使得印 表機廣泛成爲電腦週邊設備，也使得這種記錄方式爲影印 機、傳真機及文字處理機等設備使用。 噴墨記錄系統經常使用的墨水釋放方法包括使用電熱 41 轉換元件，例如加熱器，作爲釋放墨水微滴的釋放能量產 生元件的方法，以及使用壓電式元件作相同功能的方法。 任一種方法均可藉由電子訊號來控制墨水微滴的釋放。 使用電熱轉換元件作爲墨水釋放元件的原理，即是當 電壓提供至電熱轉換元件，來瞬間加熱其週遭墨水時，由 於墨水在沸騰時位相的改變，所產生瞬間的汽化壓力使得 墨水微滴可以高速釋放出來。另一方面，使用壓電式元件 作爲墨水釋放方式的原理則是，將電壓提供至壓電式元件 -4- (2) 1270466 以移動壓電元件，並藉由元件移位時所產生的壓力來釋放 墨水微滴。 使用電熱轉換元件方式有許多益處，例如，不需要使 用很大的地方來置放釋放能量產生元件，簡單的記錄頭構 造，以及噴嘴容易整合。另一方面，也有許多關於此種方 式特有的問題，包括了由於電熱轉換元件所產生的熱能儲 存，造成了飛揚的墨水微滴體積的改變，而在記錄頭也有 相同效應；由於氣泡消失產生的氣穴現象，造成電熱元件 φ 上的逆向效應；以及融入墨水中的空氣形成記錄頭上殘存 的氣泡，造成墨水微滴釋放特性及影像品質的下降。 至於解決這些問題的方法，有根據日本公開專利申請 號碼 54-161935 ， 61-185455 ， 61-249768 及 4-10941 所發 明的噴墨記錄系統及噴墨頭；更明確的來說，上述公開專 利所發明的噴墨記錄系統，是將由記錄訊號所驅動的電熱 轉換元件，置放於結構中，如此所產生的氣泡便快速曝露 在空氣中，藉由採用此種噴墨記錄系統，便有可能穩定飛 φ 揚墨水微滴的體積，並且高速地釋放精確數量的墨水微 滴，同時藉由解決由於氣泡消失產生的氣穴現象，便可改 善加熱器的耐久性，進而獲得更高解析度的影像，至於在 上述公開專利所提到關於使氣泡與外在空氣相接觸的架構 而言，與過去的架構相比較，此一架構可以顯著減少用來 在墨水中產生氣泡的電熱轉換元件與作爲墨水釋放開口的 釋放埠之間的距離。 此種形式之記錄頭架構在後文中會加以描述，此架構 -5- (3) 1270466 具備有一個供釋放墨水用電熱轉換元件所使用之元件基底 及墨流通路構成基底（同時也作爲釋放埠基底），並與元 件基底結合組成墨水的流動通路。墨流通路構成基底包括 了墨水流通的多重噴嘴，供應每一個噴嘴墨水的供應室， \ 以及作爲釋放墨水微滴的噴嘴終端開口多重釋放埠。噴嘴 是由藉著其中電熱轉換元件來產生氣泡的氣化室與提供墨 水進入氣化室的供應通路所組成。元件基底具備有置放在 氣化室中的電熱轉換元件。元件基底同時具備有從與墨流 φ 通路構成基底主要表面之接觸面對側的背面，提供墨水到 供應室的供應埠。同時墨流通路構成基底具備有在元件基 底上與電熱轉換元位置相對的釋放埠。 至於構造如上所述的記錄頭，由供應埠提供進入供應 室的墨水，沿著各個噴嘴充滿氣化室，在氣化室內的墨水 由於與元件基底主要表面方向幾乎正交的電熱轉換元件造 成的薄膜沸騰所產生的氣泡而導致飛揚，因此墨水便可順 著釋放埠以墨水微滴的形態釋放。 φ 【發明內容】 至於上述所提的記錄頭，順帶一提的是，當在釋放墨 水時，充滿在氣化室內的墨流被氣化室中成長的氣泡區分 成在釋放埠側與供應通路側。在此同時，由於液體氣化滑 入供應通路所產生的壓力，或由於與釋放埠內壁摩擦而產 生壓力損失，此種現象會造成在釋放時的逆向效應，同時 也更容易使得液體體積明顯變小，更精確地來說，當釋放 -6 - (4) 1270466 埠口徑設計成較小以提供細小的液體微滴時，在第一組釋 放埠部份上的阻力變得非常高，使得在釋放埠方向上的流 量降低，以及在墨流通路上的流量增加’結果使得墨水微 滴釋放速度減緩。至於解決此一問題的方法，可以在垂直 於墨流方向上提供一個縱切面大於原有釋放埠之第二組釋 放埠部份，如此可以降低在釋放埠方向整體的墨流壓力， 因此在釋放埠方向上的氣化過程便可減少壓力損失。如此 便可合理地控制墨流方向上溢流的流量，並且預防墨水微 滴的釋放速度降低。 附帶一提就是，在近年來釋放的墨水微滴持續地變 小，以獲得更高品質的影像。當釋放液體微滴尺寸變小， 釋放璋也因而變得較小；當釋放埠變得較小，在釋放埠部 份的液體數量也隨之變少，因此當在沒有執行釋放動作的 待機期間，便容易使得在釋放埠中的液體變得更濃稠。此 種變濃稠部份的釋放特性，與其他釋放埠比較，有著極大 的差異。此種現象可藉由重新執行操作而獲得解決，然而 如上所述之細小液體微滴的釋放方式並不令人滿意，因爲 如此會極端地降低產能。 在第一與第二組釋放埠部份之間的不均勻的部份中， 在氣化過程後，釋放埠方向上墨水停滯區域中的墨水幾乎 沒有流速上升。由於上述原因，當改變第二組釋放埠部份 形狀時，必須避免擴大墨水停滯區域，這是因爲當墨水持 續以高頻率釋放時，此種墨水停滯現象會造成墨水釋放體 積變動。 (5) 1270466 因此，爲了完成本發明，發明者採用了可將充足液體 保持在釋放璋附近區域的架構來解決上述關於液體變穠稠 的問題；同時並發現當在第二組釋放埠部份有確定充足的 液體時，第二組釋放埠部份的架構僅有輕微的停滯現觸 象，且具備了充分的釋放特性。 在考慮上述問題的實際狀況下，本發明的第一個目的 是要提供能夠減少在待機期間，使墨水在釋放埠部份變濃 稠效應的噴嘴形狀、具備良好釋放特性、在重塡墨水時’ 能迅速抑制新月形振動，以及能夠穩定釋放墨水的噴墨記 錄頭。 本發明的第二個目的，在於提供能夠抑制因墨水熱能 儲存效應所產生如上述在墨水釋放體積變動之噴墨記錄頭 的噴嘴形狀。 爲達成這些目的，根據本發明的噴墨記頭，具備有作 爲液體流通經過的多重噴嘴、提供液體至每一個噴嘴之供 應室，以及作爲釋放墨水微滴噴嘴終端開口之多重釋放 埠。在此處所述之噴嘴具備有：墨流通路構成基底來構成 用來產生由釋放能量產生元件所產生之熱能以釋放液體微 滴的氣化室；釋放埠部份包括了上述的釋放埠以及上述釋 放埠與供應給氣化室墨水之墨水供應通路之間的聯繫；供 應墨水到氣化室的供應通路；裝備上述釋放能量產生元件 之兀件基底，並以主要表面與上述墨流通路相連結，同時 上述的釋放璋部份具備有包括上述釋放埠在內直徑幾乎固 定的第一組釋放埠部份，與第一組釋放埠部份相接之第二 -8- (6) 1270466 組釋放埠部份，並且各自地與上述第一組釋放璋部份及上 述氣化室相連通，以及介於上述第二組釋放璋部份與上述 氣化室之間的邊界部份與由有曲度的障壁所形成介於上述 第二組釋放埠部份與上述第一組釋放埠部份之間的邊界部 份。 藉由上述記錄頭架構，可以裝備出能夠減少在待機時 在釋放璋部份讓墨水變濃稠之效應，記錄在釋放特性上極 少變化的影像，以及擁有高解析度的噴墨頭。此記錄頭也 _ 可抑制新月形振動。更精確地來說，當在重注過程，液體 湧入釋放埠部份方向時，靠近上述第二組釋放璋部份內壁 表面的墨流，會沿著曲線部份彎曲，同時有與上述元件基 底垂直方向上幾乎與重注主流垂直相撞的流量，因此在元 件基底垂直方向上的重注土流流速便會減緩，因而使得新 月形振動減弱（參考圖6，與圖2B、3B、4B及5B類似 之剖面示意圖）。 此外，在持續高速釋放情形下，氣化之後在釋放埠方 φ 向上的墨流中幾乎沒有流速的停滯區域變小，結果使得電 熱元件轉換元件持續工作情形下，墨水熱儲存效應能夠降 低，因而釋放液體微滴體積的變化即可減少。 .根據現有之發明，第二組釋放埠部份是彎曲的，在墨 流通路組成構件表面與第二組釋放埠部份頂板表面之間的 厚度即可保持相對厚度，以便增加力量。 【實施方式】 -9- (7) 1270466 在此之後’將參考以下之圖示對現有發明之範例加以 描述。 關於噴墨記錄系統’根據現有發明之噴墨記錄頭是一 套特別採取之系統’此系統具備用來產生使液體墨水釋放 能量與利用熱能造成墨水狀態改變的熱能機制。此一機制 可以使得被記錄的特性及影像獲得更高的密度與解析度。 根據本發明，尤其是使用電熱轉換元件作爲熱能產生的方 法，同時利用由電熱轉換元件加熱墨水並形成薄膜沸騰產 φ 生氣泡之壓力來釋放墨水。 首先，將針對根據這種範例所設計之噴墨記錄頭的整 體架構來加以描述。 圖1是表示出依照本發明之噴墨記錄頭範例的切開部 份示意透視圖。 ,具有圖1所示形式的噴墨記錄頭具有由釋放埠4至供 應室6週圍延伸置放的隔絕壁，以形成提供墨水至作爲電 熱轉換元件之每一個多重加熱器1之墨流通路的噴嘴5之 φ 架構。 此噴墨記錄頭具有多重加熱器2及多重噴嘴5，同時 配備有在一個縱列方向上平行之噴嘴5的第一組序列噴嘴 7，以及在一個縱列方向上平行並隔著供應室6與第一組 序列噴嘴7相對之噴嘴5的第二組序列噴嘴8。 第一組與第二組序列噴嘴7和8形成6 0 0 dp i解析度 範圍的相鄰噴嘴，而第二組序列噴嘴8中的噴嘴5被排列 成相對於第一組序列噴嘴7中相鄰的噴嘴5可以分開1 /2 -10- (8) 1270466 間距。 上述記錄頭具備有在日本公開專利申請號碼4-10940 與4- 1 094 1中所申請之噴墨記錄系統，在此系統中，當釋 放中的墨水藉由釋放埠與外部空氣接觸時便會產生氣泡。 接下來，現有發明之噴墨記錄頭中主要部份之噴嘴架 構，將以下不同形式之範例加以說明。 (第一實施例） φ 圖2A、2B及2C表現出根據現有發明第一個實例之 噴嘴結構。圖2A是垂直基底方向上來觀看噴墨記錄頭中 多重噴嘴的其中之一個噴嘴的平面透視圖，圖2B是在圖 2A中沿著線2B-2B切開之剖面圖，圖2C是在圖2A中沿 著線2 C - 2 C切開之剖面圖。 如圖1中所示，具備有此種噴嘴結構形式的記錄頭， 裝配放置作爲電熱轉換元件之多重加熱器1的元件基底 2 5並且璺上墨流通路構成基底3與兀件基底2之主要表 · 面組成墨水的多重通路。 元件基底2可以用例如玻璃、陶瓷、合成樹脂、金屬 等材料構成，而通常是使用矽來作成。位於元件基底2的 主要表面上的加熱器1、作爲提供加熱器1電壓的電極 (圖上未標示），與連接至電極的線路（圖上未標不）， 以預定之線路模式，提供至每一個墨水流動通路上。同時 在元件基底2的主要表面上，具備有一層如同覆蓋於加熱 器上的隔離薄膜（圖上未標示），以改善熱能儲存發散的 -11 - (9) 1270466 問題。此外，在元件基底2的主要表面上’具備有一*層如 同覆蓋於隔離薄膜的保護薄膜（圖上未標示）’作爲當氣 泡消失產生氣穴現象時’來保護隔離薄膜。 如僵1中所示’墨流通路構成基底3具備有供墨水流 通之多重噴嘴5，供應墨水給噴嘴5中各個噴嘴的供應室 6，以及作爲噴嘴5終端開口以釋放墨水微滴的多重釋放 埠4。釋放埠4排列在元件基底2與加熱器1相對的位置 上。如圖2所示，噴嘴5具備了包括釋放瑋4的第一個釋 φ 放璋部份、用來降低流動阻抗的第二個釋放埠部份1 0、 氣化室1 1以及供應通路9 (圖中之陰影部份）。氣化室 1 1的底面與相對的釋放埠4開口大致在加熱器1上形成 一個長方形的形狀。因此供應通路9之一端便與氣化室9 相連通，而另一端則與供應室6相連通，在此種情況下， 供應通路9的寬度便由供應室6到氣化室1 1幾乎相等的 寬度直接形成。第二個釋放埠部份1 〇連接著氣化室1 1而 形成。此外，噴嘴5是由與從釋放埠4飛逸出來之墨水微 φ 滴釋放方向及在供應通路9中墨液流動方向正交的情形產 生。 圖1中所示之噴嘴5由包括釋放埠4之第一個釋放埠 部份、第二個釋放埠部份1 0、氣化室1 1及供應通路9構 成，同時具備與元件基底2相對，並各自形成與元件基底 2平行從供應室6到氣化室1 1的隔板內壁。 如圖2中所不，第二個釋放ί阜部份1 〇具備有方塊突 出部份之上側，各自對應垂直上述元件基底主要表面之任 -12- (10) 1270466 意縱切面彎曲，並且通過釋放埠4的中心點之形式，同時 這些曲線的形狀是以內接於上述方塊突出部份之上側半徑 爲R之圓的圓弧。相對於上述方塊上側之較低側是在氣化 室的那一側。 此外’以縱切面觀點來看，在上述第二個釋放埠部份 10中元件基底主要表面垂直方向上的高度L，要比從釋放 埠4中心點到上述元件基底主要表面所拉出之垂直線，到 第二個釋放埠部份丨〇中最外側圓周與上述元件基底主要 φ 表面平行方向上的長度1爲小。 在垂直上述元件基底並通過釋放埠4中心點的任一縱 切面上，第二個釋放埠部份1 0從釋放埠4中心點到上述 元件基底主要表面所拉出之垂直線分開來看是一個完全對 稱的形狀。 其次，將根據圖1與圖2，對由上述構造之記綠頭中 墨水微滴自釋放埠4的釋放流程加以描述。 首先，供應到供應室6內部的墨水，是用來分別供應 φ 到第一組序列噴嘴7與第二組序列噴嘴8中的噴嘴5。供 應到每一個噴嘴5的墨水，沿著供應通路9流動來充滿氣 化室1 1。充滿在氣化室1 1中之墨水，由於在幾乎與元件 基底2正交方向上的加熱器1造成之薄膜沸騰所產生之氣 泡壓力，而導致飛揚，因此墨水便以墨水微滴形式從釋 放埠.4釋放。當充滿在氣化室1 1內之墨水被釋放時，有 一部份墨水由於在氣化室1 1內產生的氣泡壓力，而流到 供應通路9中。在此，如果以從氣化到噴嘴釋放的觀點來 -13- (11) 1270466 局部觀察，在氣化室1 1中所產生的壓力會立即傳送到第 二個釋放埠部份1 〇，而充滿在氣化室i i與第二個釋放埠 部份1 0內的墨水，便會移到第二個釋放璋部份1 0之內。 在此種情況下，與過去在噴嘴內部沒有提供第二個釋 放埠部份1 0的記錄頭相比較，其縱切面與元件基底主要 表面平行，也就是說，在第二個釋放埠部份1 0的空間體 積較大，而因此壓力損失便很少發生，同時墨水也朝著釋 放埠4充分地釋放。因此即使在噴嘴末端的釋放埠變得較 φ 小，而且在第一個釋放ί阜部份中釋放ί阜方向上的流動阻抗 變得較大，仍然可以抑制在釋放時，釋放埠方向上流量的 減少，以便來預防墨水微滴釋放速度下降。 如圖6中所示，若採取上述之形式，會發生在墨水重 新塡充時，墨水由於氣泡與空氣相接觸後的毛細力量而急 速湧入釋放埠方向，靠近上述第二個釋放埠部份1 〇隔板 表面的墨流，變成沿著控制部份彎曲的分支墨流A，並且 具有與上述在其主要表面垂直方向上排列著加熱器1的元 φ 件基底中主要重新塡充墨流B，幾乎垂直碰撞的流速。因 而便具備了減緩主要重新塡充墨流在垂直上述元件基底方 向上，急速湧入釋放埠4的速度及減弱新月形振動的效 應。 第一個範例也有效改善噴墨頭的溫度上升而改變釋放 體積之情形，更明確來說，圖2中的第一個範例與過去第 二個釋放埠部份形式（在圖2B中以虛線表示）比較，在 第一與第二個釋放埠部份有著較少因溫度上升而形成不均 -14- (12) 1270466 勻之液體停滯區域，與較少因溫度上升而產生釋放體積變 動的優點。 @去的記錄頭存有在釋放埠開口之墨流通路組成構件 表面’與第二個釋放埠部份之上蓋表面之間的微小區域厚 ®增加問題’因此在墨流通路組成構件的釋放璋周圍，垂 直於元件基底主要表面方向上的力量便很微弱。然而，第 一個範例有著，當第二個釋放埠部份1 0的上蓋表面是彎 曲形狀時’其到釋放埠上部的厚度即可保持相對之厚度， 因而增加力量的優點。 (第二實施例） 在此將根據圖3 A，3 B及3 C來描述此範例與第一個 範例之主要不同處。 圖3 A，3 B及3 C表現出根據第二個現有發明範例的 噴墨記錄頭之噴嘴架構，圖3A是垂直基底方向上來觀看 噴墨記錄頭中多重噴嘴的其中之一個噴嘴的平面透視圖， 圖3B是在圖3A中沿著線3B-3B切開之剖面圖，圖3C是 在圖3A中沿著線3C-3C切開之剖面圖。 如同在圖3 B中所示，根據此一範例之噴嘴的第二個 釋放埠部份1 〇具備有方塊突出部份之上側，各自對應垂 直上述元件基底主要表面（供加熱器1排列在上之表面） 之任意縱切面彎曲，並且通過釋放埠4的中心點之形式， 同時這些曲線都是圓心落在從釋放埠4中心點到上述元件 基底主要表面所拉出之垂直線，半徑爲R之圓的圓弧，並 -15- (13) 1270466 且通過此垂直線與上述方塊之交會點，同時左右較低側都 朝著第二個釋放埠部份1 〇的氣化室i 1展開。相對於上述 方塊上側之較低側是在氣化室的那一側。 此外，以縱切面觀點來看，在上述第二個釋放埠部份 10中元件基底主要表面垂直方向上的高度L，要比從釋放 璋4中心點到上述元件基底主要表面所拉出之垂直線，到 第二個釋放埠部份1 〇中最外側圓周與上述元件基底主要 表面平行方向上的長度1爲小。 φ 在垂直上述元件基底並通過釋放埠4中心點的任一縱 切面上，第二個釋放埠部份1 0從釋放璋4中心點到上述 元件基底主要表面所拉出之垂直線分開來看是一個完全對 稱的形狀。 其次，將根據圖1與圖3，對由上述構造之記綠頭中 墨水微滴自釋放埠4的釋放流程加以描述。 首先，供應到供應室6內部的墨水，是用來分別供應 到第一組序列噴嘴7與第二組序列噴嘴8中的噴嘴5。供 φ 應到每一個噴嘴5的墨水，沿著供應通路9流動來充滿氣 化室1 1。充滿在氣化室1 1中之墨水，由於在幾乎與元件 基底2正交方向上的加熱器1造成之薄膜沸騰所產生之氣 泡壓力，而導致飛揚，因此墨水便以墨水微滴形式從釋 放埠4釋放。當充滿在氣化室1 1內之墨水被釋放時，有 一部份墨水由於在氣化室1 1內產生的氣泡壓力，而流到 供應通路9中。在此，如果以從氣化到噴嘴釋放的觀點來 局部觀察，在氣化室1 1中所產生的壓力會立即傳送到第 -16- (14) 1270466 二個釋放痺部份1 0，而充滿在氣化室1 1與第二個釋放j；阜 部份1 〇內的墨水，便會移到第二個釋放埠部份1 〇之內。 在此種情況下，與過去在噴嘴內部沒有提供第二個釋 放埠部份1 〇的記錄頭相比較，其縱切面與元件基底主要 表面平行，也就是說，在第二個釋放埠部份1 〇的空間體 積較大，而因此壓力損失便很少發生，同時墨水也朝著釋 放埠4充分地釋放。因此即使在噴嘴末端的釋放埠變得較 小，而且在第一個釋放埠部份中釋放埠方向上的流動阻抗 變得較大’仍然可以抑制在釋放時，釋放璋方向上流量的 減少，以便來預防墨水微滴釋放速度下降。 如圖6中所示，若採取上述之形式，會發生在墨水重 新塡充時，墨水由於氣泡與空氣相接觸後的毛細力量而急 速湧入釋放埠方向，靠近上述第二個釋放埠部份1 〇隔板 表面的墨流，變成沿著控制部份彎曲的分支墨流A，並且 具有與上述在其主要表面垂直方向上排列著加熱器1的元 件基底中主要重新塡充墨流B，幾乎垂直碰撞的流速。因 而便具備了減緩主要重新塡充墨流在垂直上述元件基底方 向上，急速湧入釋放埠4的速度及減弱新月形振動的效 JS 〇 第二個範例也有效改善噴墨頭的溫度上升而改變釋放 體積之情形’更明確來說，與過去第二個釋放埠部份形式 (在圖3 B中以虛線表示）比較，圖3中的第二個範例， 在第一與第二個釋放埠部份有著較少因記錄頭溫度上升而 开夕成不均勻之液體停滯區域，同時也較第一個範例中小， -17- (15) 1270466 並且與第一個範例比較，也能更有效改善因溫度上升而產 生釋放體積變動之情形。 過去的記錄頭存有在釋放埠開口之墨流通路組成構件 表面，與第二個釋放埠部份之上蓋表面之間的微小區域厚 度增加問題，因此在墨流通路組成構件的釋放埠周圍，垂 直於元件基底主要表面方向上的力量便很微弱。然而，第 二個範例有著，當第二個釋放埠部份1 0的上蓋表面是彎 曲形狀時，其到釋放埠上部的厚度即可保持相對之厚度， 因而增加力量的優點。 (第三實施例） 在此將根據圖4A，4B及4C來描述此範例與第一個 範例之主要不同處。 圖4A，4B及4C表現出根據第三個現有發明範例的 噴墨記錄頭之噴嘴架構，圖4A是垂直基底方向上來觀看 噴墨記錄頭中多重噴嘴的其中之一個噴嘴的平面透視圖， 圖4B是在圖4A中沿著線4B-4B切開之剖面圖，圖4C是 在圖4A中沿著線4C-4C切開之剖面圖。 如同在圖4B中所示，根據此一範例之噴嘴的第二個 釋放埠部份1 〇具備有方塊突出部份之上側，各自對應垂 直上述元件基底主要表面（供加熱器1排列在上之表面） 之任意縱切面彎曲，並且通過釋放埠4的中心點之形式， 同時這些曲線分別都是內接於方塊突出部份，半徑爲R之 圓的圓弧。相對於上述方塊上側之較低側是在氣化室的那 -18- (16) 1270466 一側。 此外’與第一個範例不同之處，以縱切面觀點來看， 在上述第二個釋放埠部份10中元件基底主要表面垂直方 向上的高度L，要比從釋放埠4中心點到上述元件基底主 要表面所拉出之垂直線，到第二個釋放埠部份1 〇中最外 側圓周與上述元件基底主要表面平行方向上的長度1爲 大。在垂直上述元件基底（供加熱器1排列在上之表面） 並通過釋放埠4中心點的任一縱切面上，第二個釋放埠部 份1 〇之較低層形成長方形的形狀。此一範例當在釋放埠 方向上前進的阻抗減少，也就是阻抗減少部份1 〇的高度 變得更高時，此種形狀是很有效率的形狀。 在垂直上述元件基底並通過釋放埠4中心點的任一縱 切面上’第二個釋放埠部份1 0從釋放埠4中心點到上述 元件基底主要表面所拉出之垂直線分開來看是一個完全對 稱的形狀。 其次，將根據圖1與圖3，對由上述構造之記綠頭中 墨水微滴自釋放埠4的釋放流程加以描述。 首先，供應到供應室6內部的墨水，是用來分別供應 到第一組序列噴嘴7與第二組序列噴嘴8中的噴嘴5。供 應到每一個噴嘴5的墨水，沿著供應通·路9流動來充滿氣 化室1 1。充滿在氣化室1 1中之墨水，由於在幾乎與元件 基底2正交方向上的加熱器1造成之薄膜沸騰所產生之氣 泡壓力，而導致飛揚，因此墨水便以墨水微滴形式從釋 放埠4釋放。當充滿在氣化室1 1內之墨水被釋放時，有 -19- (17) 1270466 一部份墨水由於在氣化室1 1內產生的氣泡壓力，而流到 供應通路9中。在此，如果以從氣化到噴嘴釋放的觀點來 局部觀察，在氣化室1 1中所產生的壓力會立即傳送到第 二個釋放埠部份1 0，而充滿在氣化室U與第二個釋放埠 部份1 〇內的墨水，便會移到第二個釋放埠部份1 0之內。 在此種情況下，與過去在噴嘴內部沒有提供第二個釋 放埠部份1 〇的記錄頭相比較，其縱切面與元件基底主要 表面平行，也就是說，在第二個釋放埠部份1 〇的空間體 積較大，而因此壓力損失便很少發生，同時墨水也朝著釋 放埠4充分地釋放。因此即使在噴嘴末端的釋放埠變得較 小’而且在第一個釋放埠部份中釋放埠方向上的流動阻抗 變得較大，仍然可以抑制在釋放時，釋放埠方向上流量的 減少’以便來預防墨水微滴釋放速度下降。 如圖6中所示，若採取上述之形式，會發生在墨水重 新塡充時’墨水由於氣泡與空氣相接觸後的毛細力量而急 速湧入釋放埠方向，靠近上述第二個釋放璋部份i 〇隔板 表面的墨流’變成沿著控制部份彎曲的分支墨流A，並且 具有與上述在其主要表面垂直方向上排列著加熱器1的元 件基底中主要重新塡充墨流B，幾乎垂直碰撞的流速。因 而便具備了減緩主要重新塡充墨流在垂直上述元件基底方 向上，急速湧入釋放璋4的速度及減弱新月形振動的效 m 〇 第二個範例也有效改善噴墨頭的溫度上升而改變釋放 體積之情形’更明確來說，與過去第二個釋放埠部份形式 -20- (18) 1270466 (在圖4 B中以虛線表示）比較，圖4中的第三個範例， 具有在第一與第二個釋放埠部份之間的不均勻部份，形成 較小之液體停滯區域的優點。 過去的記錄頭存有在釋放埠開口之墨流通路組成構件 表面，與第二個釋放埠部份之上蓋表面之間的微小區域厚 度增加問題，因此在墨流通路組成構件的釋放埠周圍，垂 直於元件基底主要表面方向上的力量便很微弱。然而，第 三個範例有著，當第二個釋放埠部份1 0的上蓋表面是彎 曲形狀時，其到釋放埠上部的厚度即可保持相對之厚度， 因而增加力量的優點。 (第四實施例） 在此將根據圖5 A，5 B及5 C來描述此範例與第一個 範例之主要不同處。 圖5 A，5 B及5 C表現出根據第四個現有發明範例的 噴墨記錄頭之噴嘴架構，圖5A是垂直基底方向上來觀看 噴墨記錄頭中多重噴嘴的其中之一個噴嘴的平面透視圖， 圖5 B是在圖5 A中沿著線5 B - 5 B切開之剖面圖，圖5 C是 在圖5A中沿著線5C-5C切開之剖面圖。 如同在圖5B中所示，根據此一範例之噴嘴的第二個 釋放埠部份1 〇具備有方塊突出部份之上側，各自對應垂 直上述元件基底主要表面（供加熱器1排列在上之表面） 之任意縱切面彎曲，並且通過釋放埠4的中心點之形式， 同時這些曲線都是圓心落在從釋放埠4中心點到上述元件 -21 - (19) 1270466 基底主要表面所拉出之垂直線，半徑爲&且內接於方塊突 出部份之圓的圓弧。相對於上述方塊上側之較低側是在氣 化室的那一側。 此外’與第一個範例不同之處，以縱切面觀點來看， 在上述第二個釋放璋部份1 〇中元件基底主要表面垂直方 向上的高度L，要比從釋放埠4中心點到上述元件基底主 要表面所拉出之垂直線，到第二個釋放璋部份i 〇中最外 側圓周與上述元件基底主要表面平行方向上的長度1爲 大。在垂直上述元件基底（供加熱器1排列在上之表面） 並通過釋放埠4中心點的任一縱切面上，第二個釋放埠部 份1 〇之較低層形成長方形的形狀。此一範例當在釋放璋 方向上前進的阻抗減少，也就是阻抗減少部份1 〇的高度 變得更高時，此種形狀是很有效率的形狀。 在垂直上述元件基底並通過釋放埠4中心點的任一縱 切面上，第二個釋放埠部份1 0從釋放璋4中心點到上述 兀件基底主要表面所拉出之垂直線分開來看是一個完全對 稱的形狀。 其次，將根據圖1與圖3，對由上述構造之記綠頭中 墨水微滴自釋放埠4的釋放流程加以描述。 首先，供應到供應室6內部的墨水，是用來分別供應 到第一組序列噴嘴7與第二組序列噴嘴8中的噴嘴5。供 應到每一個噴嘴5的墨水，沿著供應通路9流動來充滿氣 化室1 1。充滿在氣化室1 1中之墨水’由於在幾乎與元件 基底2正交方向上的加熱器1造成之薄膜沸騰所產生之氣 -22 - (20) 1270466 泡壓力，而導致飛揚’因此墨水便以墨水微滴形式從釋 放埠4釋放。當充滿在氣化室1 1內之墨水被釋放時，有 一部份墨水由於在氣化室11內產生的氣泡壓力’而流到 供應通路9中。在此，如果以從氣化到噴嘴釋放的觀點來 局部觀察，在氣化室1 1中所產生的壓力會立即傳送到第 二個釋放埠部份1 0，而充滿在氣化室1 1與第二個釋放璋 部份1 0內的墨水，便會移到第二個釋放埠部份1 〇之內。 在此種情況下，與過去在噴嘴內部沒有提供第二個釋 Φ 放埠部份1 0的記錄頭相比較，其縱切面與元件基底主要 表面平行，也就是說，在第二個釋放璋部份1 〇的空間體 積較大，而因此壓力損失便很少發生，同時墨水也朝著釋 放璋4充分地釋放。因此即使在噴嘴末端的釋放埠變得較 小，而且在第一個釋放埠部份中釋放埠方向上的流動阻抗 變得較大，仍然可以抑制在釋放時，釋放埠方向上流量的 減少，以便來預防墨水微滴釋放速度下降。 如圖6中所示，若採取上述之形式，會發生在墨水重 鲁 新塡充時’墨水由於氣泡與空氣相接觸後的毛細力量而急 速湧入釋放埠方向，靠近上述第二個釋放埠部份1 0隔板 表面的墨流，變成沿著控制部份彎曲的分支墨流A ,並且 具有與上述在其主要表面垂直方向上排列著加熱器i的元 件基底中主要重新塡充墨流B，幾乎垂直碰撞的流速。因 而便具備了減緩主要重新塡充墨流在垂直上述元件基底方 向上’急速湧入釋放埠4的速度及減弱新月形振動的效 應。 -23- (21)1270466 第四個範例也有效改善 體積之情形’更明確來說’ (在圖5 B中以虛線表示） 與第一及第三個範例相比較 之間的不均勻部份’有著較 一及第三個範例比較’也能 釋放體積變動之情形。 過去的記錄頭存有在釋 表面，與第二個釋放埠部份 度增加問題，因此在墨流通 直於元件基底主要表面方向 四個範例有著，當第二個釋 曲形讲時，其到釋放埠上部 因而增.加力量时優點。 至於根據現有發明的噴 切面與元件基底主要表面平 中沒有第二個釋放埠部份的 堤部份空間體積較大，而因 墨水也朝著釋放埠4充分地 釋放埠變得較小，而且在第 上的流動阻抗變得較大，仍 方向上流量的減少，以便來 在墨水重新塡充中，墨 近上述第二個釋放埠部份隔 噴墨頭的溫度上升而改變釋放 與過去第二個釋放埠部份形式 比較，圖5中的第四個範例， ，在第一與第二個釋放埠部份 小之液體停滯區域，同時與第 更有效改善因溫度上升而產生 放埠開口之墨流通路組成構件 之上蓋表面之間的微小區域厚 路組成構件的釋放埠周圍，垂 上的力量便很微弱。然而，第 放埠部份1 〇的上蓋表面是彎 的厚度即可保持相對之厚度， 墨記錄頭，如上文所述，其縱 行，也就是說，與過去在噴嘴 記錄頭相比較，其第二個釋放 此壓力損失便很少發生，同時 釋放。因此即使在噴嘴末端的 一個釋放埠部份中釋放埠方向 然可以抑制在釋放時，釋放埠 預防墨水微滴釋放速度下降。 水急速湧入釋放埠方向時，靠 板表面的墨流，變成沿著控制 -24- (22) 1270466 部份彎曲’並且具有與上述元件基底主 之主要重新塡充墨流，幾乎垂直碰撞的 基底主要表面垂直方向上之主要重新塡 釋放第一個釋放埠部份的流速就減緩， 形振動也隨之降低，因而墨水可以安全 此外’與第二個釋放埠部份在噴嘴 比較是很簡單的，其在第一及第二個釋 均勻部份比較小。因此，在持續高頻率 化之後墨流中在釋放璋方向上墨水幾乎 滯區域變得較小。結果在持續釋放操作 效應便可由熱能轉換元件加以抑制，因 體微滴體積變動較小 根據現有發明，第二個釋放埠部份 釋放埠開口之墨流通路組成構件表面， 份之上蓋表面之間的厚度即可保持相對 流通路組成構件上釋放埠附近元件基底 向上的力量。 【圖式簡單說明】 圖1是表示出符合現有發明之噴墨 部份示意透視圖。 圖2A、2B及2C是根據現有發明 噴墨記錄頭架構加以描述之圖示。 圖3A、3B及3C是根據現有發明 要表面垂直方向上 流速。因此在元件 充墨流，急速湧入 結果同時造成新月 也釋放。 中的圓柱形記錄頭 放埠部份之間的不 釋放的情形下，氣 沒有流速的微小停 中，墨水的熱儲存 此即可使得釋放液 是彎曲的，因此在 與第二個釋放埠部 厚度，以便增加墨 主要表面之垂直方 記錄頭範例的切開 之第一個範例，對 之第二個範例，對 -25- (23) 1270466 噴墨記錄頭架構加以描述之圖示。 圖4A、4B及4C是根據現有發明之第三個範例，對 噴墨記錄頭架構加以描述之圖示。 圖5 A、5 B及5 C是根據現有發明之第四個範例，對 噴墨記錄頭架構加以描述之圖示。 圖6是根據現有發明第一到第四個範例，描述在第二 組釋放埠部份之一側，產生分流效應之圖示。 [要元件對照表] 1 加 熱 器 2 元 件 基 底 3 墨 流 通 路 構 成 基底 4 釋 放 埠 5 噴 嘴 6 供 應 室 7 第 —· 組 序 列 噴 嘴 8 第 二 組 序 列 噴 嘴 9 供 應 通 路 10 釋 放 埠 部 份 11 氣 化 室 - 26-

Claims (1)

1. 1270466 4 \ 拾、申請專利範圍 第92 1 1 8900號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國95年6月 8 日修正 1. 一種噴墨記錄頭，具有： 供液體流通之多重噴嘴； 供應液體至每一個噴嘴的供應室；以及

   作爲釋放液體微滴之噴嘴終端開口的多重釋放埠，在 此所謂之噴嘴具有： 用來產生釋放墨水微滴所須熱能之釋放能量產生元件 所產生之氣泡的氣化室，包含上述釋放埠及連通上述釋放 埠與上述氣化室的釋放埠部份，以及供應墨水到供應室的 供應通路；及

   供上述釋放能量產生元件排列，並以主要表面與上述 墨流通路組成構件連結的元件基底，在此所謂之釋放埠部 份具有： 包含上述釋放埠，直徑幾乎固定的第一組釋放璋部 份；以及 與上述第一組釋放璋部份連接，並同時分別與第一組 釋放埠部份及上述氣化室連通的第二組釋放埠部份，以及 由具有彎曲弧度之隔板連續組成，介於上述第二組釋 放埠部份與上述氣化室之間的邊界部份，及介於上述第一 組釋放瑋部份與第二組釋放埠部份邊界部份。 2. 根據申請專利範圍第1項中的噴墨記錄頭，其中 1270466 該第二組釋放埠部份具有垂直上述元件基底主要表面的隔 板，並且與上述介於第二組釋放埠部份與上述氣化室之間 邊界部份之有彎曲弧度之隔板連接。 3. 根據申請專利範圍第1項中的噴墨記錄頭，其中 該噴嘴在與從釋放璋飛逸出來之液體微滴釋放向及在上述 供應通路中液體流動方向上形成。

   4. 根據申請專利範圍第2項中的噴墨記錄頭，其中 該之噴嘴在與從釋放埠飛逸出來之液體微滴釋放向及在上 述供應通路中液體流動方向上形成。

   5. 根據申請專利範圍第1項中的噴墨記錄頭，其中 該墨流通路組成構件具有一組上述之多重釋放能量產生元 件與上述之多重噴嘴，並且裝置有在縱列方向上平行之噴 嘴的第一組序列噴嘴與在縱列方向上平行，隔著上述供應 室各自相對之噴嘴的第二組序列噴嘴，當第二組序列噴嘴 中的噴嘴如此安排時，與第一組序列噴嘴中的各個相鄰噴 嘴之間的間距，便可縮小爲1 /2間距。 6·根據申請專利範圍第1項中的噴墨記錄頭，其中 由上述釋放能量產生元件所產生之氣泡，通過上述之釋放 埠與外界空氣相連通。 7 ·根據申請專利範圍第2項中的噴墨記錄頭，其中 由上述釋放能量產生元件所產生之氣泡，通過上述之釋放 埠與外界空氣相連通。 8.根據申請專利範圍第3項中的噴墨記錄頭，其中 由上述釋放能量產生元件所產生之氣泡，通過上述之釋放 -2 - 1270466 埠與外界空氣相連通。 9. 根據申請專利範圍第4項中的噴墨記錄頭，其中 由上述釋放能量產生元件所產生之氣泡，通過上述之釋放 埠與外界空氣相連通。 10. 根據申請專利範圍第5項中的噴墨記錄頭，其中 由上述釋放能量產生元件所產生之氣泡，通過上述之釋放 埠與外界空氣相連通。

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