專利名稱：帶有活動(dòng)件的液體噴射方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用生成液泡噴射所需液體的液體噴頭，采用該液體噴頭的噴頭盒，液體噴射裝置，液體噴射方法，記錄方法和在噴射方法中使用的噴頭。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及利用帶有活動(dòng)件的液體噴頭的液體噴射方法和記錄方法，可利用生成液泡來(lái)改變?cè)摶顒?dòng)件的位置。
本發(fā)明可用于裝備如打印機(jī)，復(fù)印機(jī)，具有通信系統(tǒng)的傳真機(jī)，具有打印部分或類似部分的字處理裝置和帶有一個(gè)或多個(gè)各種處理裝置的工業(yè)記錄裝置，可在記錄媒體如紙，線，纖維，織物，皮革，金屬，塑料件，玻璃，木材，陶瓷件等上實(shí)現(xiàn)這種工業(yè)記錄。
在這個(gè)說(shuō)明書(shū)中，“記錄”指的不僅是形成具有特定含義的字母，圖或與它們類似的圖象，而且形成沒(méi)有特定含義的圖形的圖象。
在一種慣常公知的噴墨記錄方法中，改變油墨的狀態(tài)使油墨的瞬時(shí)體積發(fā)生變化(生成液泡)，利用狀態(tài)改變所產(chǎn)生的作用力通過(guò)噴出口噴射油墨，這樣，油墨便沉積在記錄媒體上，在其上形成圖象。例如，如在US4,723,129中所公開(kāi)的那樣，利用這種記錄方法的記錄裝置通常包括噴射油墨的噴出口，與噴出口流體連通的油墨流道和位于油墨流道內(nèi)用于噴射油墨的作為能量產(chǎn)生裝置的電熱轉(zhuǎn)換器。
采用這種記錄方法，可高速和低噪音的記錄高質(zhì)量的圖象，并可在實(shí)現(xiàn)這種記錄方法的噴射頭中高密度地設(shè)置這種噴射油墨的噴出口。因此，該記錄方法具有很多優(yōu)點(diǎn)例如，尺寸小的裝置可獲得高清晰度的記錄圖象，且可易于獲得彩色圖象。因此，現(xiàn)在該記錄方法廣泛用于打印機(jī)，復(fù)印機(jī)，傳真機(jī)或其它辦公設(shè)備，甚至用于工業(yè)系統(tǒng)中，如織物印染裝置或類似裝置。
隨著在產(chǎn)品中廣泛推廣使用噴射技術(shù)，近年來(lái)如下所述的各種要求正在增加。
例如，為了滿足提高能量利用率的要求而進(jìn)行研究的一個(gè)實(shí)例是選擇最佳的熱產(chǎn)生元件，如調(diào)節(jié)保護(hù)膜的厚度。該技術(shù)對(duì)提高將產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)移給液體的效率是有效的。
為了提供高質(zhì)量的圖象，提出了在高速噴射油墨和穩(wěn)定的產(chǎn)生液泡的前提下實(shí)現(xiàn)該液體噴射方法或能進(jìn)行良好的噴射油墨的類似方法的動(dòng)力條件。從高速記錄的觀點(diǎn)出發(fā)，提出了改善流道結(jié)構(gòu)，以便得到具有將所要噴射的液體高速地充入(再充入)液體流道的液體噴頭。
關(guān)于液體流道的結(jié)構(gòu)，日本公開(kāi)專利申請(qǐng)63-199972出版物或類似的文獻(xiàn)描述如

圖1A和1B所示的流道結(jié)構(gòu)。在該出版物中所描述的流道結(jié)構(gòu)和噴頭的制造方法涉及該已完成的發(fā)明，其中提到隨生成液泡而發(fā)生的反向液流(即與向著噴出口的方向相反方向上的壓力，該壓力是指向液體室12的壓力)。該反向液流被認(rèn)為是損失的能量，因?yàn)樗皇窃趪娚浞较蛏系哪芰俊?br> 在圖1A和1B中所示的該發(fā)明公開(kāi)一個(gè)閥10，閥10相對(duì)熱產(chǎn)生元件2位于噴出口11的相反側(cè)并離開(kāi)由熱產(chǎn)生元件2形成的液泡產(chǎn)生區(qū)域。
在圖1B中所示的這個(gè)閥10是利用板件或類似件的制造方法制造的。閥10處于起始位置時(shí)附著在流道3的頂上，產(chǎn)生液泡時(shí)則降到流道3內(nèi)。該發(fā)明是作為通過(guò)用閥10控制一部分反向液流來(lái)消除能量損失的發(fā)明而公開(kāi)的。
然而，正如對(duì)在流道3內(nèi)部產(chǎn)生液泡來(lái)維持在該結(jié)構(gòu)中的液體噴射的研究所發(fā)現(xiàn)的那樣，用閥10控制一部分反向液流對(duì)噴射液體來(lái)說(shuō)是不切實(shí)際的。
反向液流本身與噴射本來(lái)沒(méi)有直接聯(lián)系。這正如前面所研究的那樣。如圖1B所示，在流道3內(nèi)出現(xiàn)反向液流的區(qū)域，與由液泡引起的噴射直接有關(guān)的壓力已用于從流道3噴射液體。因此控制反向流液，更確切地說(shuō)控制一部分反向液流顯然不能得到大的噴射效果。
另一方面，在利用由熱產(chǎn)生元件產(chǎn)生的液泡的液泡噴射記錄方法中，熱產(chǎn)生元件與墨液接觸，加熱重復(fù)進(jìn)行被燒焦的墨水沉積在熱產(chǎn)生元件的表面上。與墨水的種類有關(guān)，會(huì)形成大量的沉積，這會(huì)使在良好情況下噴射墨水的工作變得困難。已要求得到很好地噴射液體的方法，采用這種方法，即使所要噴射的液體是一種受熱易于變質(zhì)的液體或是一種不易產(chǎn)生足夠的液泡的液體，也不改變所要噴射的液體的性質(zhì)。
從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，又提出用不同種類的液體的噴射方法，一種液體(液泡產(chǎn)生液體)用于在受熱后產(chǎn)生液泡，一種液體(噴射的液體)是所要噴射液體，在產(chǎn)生液泡時(shí)將壓力轉(zhuǎn)移給噴射液體，從而噴出噴射液體，例如，該方法公開(kāi)在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)61-69467和55-81172，US4480259等文獻(xiàn)中。在這些文獻(xiàn)中，用柔性膜如硅橡膠膜將作為噴射液體的墨水與液泡產(chǎn)生液體很好地分開(kāi)，以使噴射液體不直接接觸熱產(chǎn)生元件，并通過(guò)柔性膜的變形將在液泡產(chǎn)生液體中產(chǎn)生液泡時(shí)的壓力轉(zhuǎn)遞給噴射液體。采用這種結(jié)構(gòu)，該方法可達(dá)到防止墨水沉積在熱產(chǎn)生元件表面上，自由地選擇噴射液體等目的。
本發(fā)明提供一種能夠獲得基本噴射特性的新穎噴射方法，采用原有的傳統(tǒng)方法，噴射作為在液體流道內(nèi)形成液泡(具體地說(shuō)，由沸騰的液膜產(chǎn)生的液泡)的液體，根本不能獲得這些基本噴射特性。
本發(fā)明提供一種液體噴射狀態(tài)，該狀態(tài)完全受噴出口部分中的擴(kuò)散要素的有效控制，這是采用傳統(tǒng)的液體噴射方法所不能解決的，且該狀態(tài)能獲得極優(yōu)的噴射效果。尤其是本發(fā)明通過(guò)制造多個(gè)噴出口部分來(lái)提供對(duì)擴(kuò)散要素有效的液體噴射方法。
此外，本發(fā)明還提供一種能夠較確實(shí)和較可靠地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的噴射方法的液體噴頭。
本發(fā)明的這種噴頭是一種建立在新的論點(diǎn)上的通過(guò)在技術(shù)上發(fā)展在先前的申請(qǐng)中所達(dá)到的知識(shí)所獲得的噴頭。下面是對(duì)該先前的申請(qǐng)的概述。
如在先前的申請(qǐng)中所公開(kāi)的那樣，在流道內(nèi)有一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件可轉(zhuǎn)動(dòng)的自由端位于噴出口側(cè)，即位于下游側(cè)。此外，該活動(dòng)件朝著一熱產(chǎn)生元件或液泡產(chǎn)生區(qū)域。這就產(chǎn)生了液泡絕對(duì)受這種結(jié)構(gòu)控制的全新的技術(shù)。
其次發(fā)現(xiàn)，考慮液泡本身給予噴射的能量，顯著地改善噴射特性的最大的要素是考慮液泡的下游變大部分。即也已清楚的說(shuō)，通過(guò)有效地使液泡的下游變大部分與噴射方向?qū)?zhǔn)，可改善噴射性能和噴射流量。與傳統(tǒng)的技術(shù)水平相比，這使本發(fā)明的一些發(fā)明人達(dá)到相當(dāng)高的技術(shù)水平，液泡的下游變大部分必定移到活動(dòng)件的自由端側(cè)。
此外發(fā)現(xiàn)最好還要考慮結(jié)構(gòu)要素，如與液泡在其產(chǎn)生的加熱區(qū)內(nèi)的下游側(cè)的變大有關(guān)的活動(dòng)件，液體流道等，例如，在從穿過(guò)液體流動(dòng)方向上的電熱轉(zhuǎn)換器區(qū)域的中心的中心線開(kāi)始的下游側(cè)或在從促使液泡產(chǎn)生的表面區(qū)域的中心開(kāi)始的下游側(cè)與液泡變大有關(guān)的活動(dòng)件，液體流道等。
還發(fā)現(xiàn)考慮活動(dòng)件的位置和供液流道的結(jié)構(gòu)，可大大提高再充液流量。
具體地說(shuō)，本發(fā)明得以完成是注意到在制造噴出口結(jié)構(gòu)時(shí)與擴(kuò)散要素有關(guān)的在噴射狀態(tài)下所發(fā)生的各種情況。于是本發(fā)明的發(fā)明人由于考慮活動(dòng)件的偏轉(zhuǎn)角度和將活動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)部位和噴出口的中心軸線與噴出口部分和液體流道連接的面(連接面)的交點(diǎn)相連的線的角度間的關(guān)系而帶來(lái)的液體噴射性能的進(jìn)一步提高，且由于采用劃時(shí)代的液體噴射方法和先前的申請(qǐng)的原理，終于獲得了使噴射狀態(tài)穩(wěn)定的劃時(shí)代的技術(shù)。
本發(fā)明的主要目的如下。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供能夠獲得較穩(wěn)定的噴射狀態(tài)的液體噴射方法，液體噴頭等等。這是通過(guò)將兩個(gè)角度間的關(guān)系保持在一個(gè)預(yù)定的值域內(nèi)而實(shí)現(xiàn)的，其中，一個(gè)角度是將活動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)部位和噴出口的中心軸線與噴出口部分和液體流道相連的面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)活動(dòng)件的基準(zhǔn)面所夾的角度，另一個(gè)角度是具有用于控制所產(chǎn)生的液泡的自由端的活動(dòng)件相對(duì)活動(dòng)件的基準(zhǔn)面作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供能夠除第一個(gè)目的外在改善噴射性能和提高噴射力時(shí)降低熱產(chǎn)生元件上面的液體中的熱量并通過(guò)減少熱產(chǎn)生元件上面的殘留液泡能夠進(jìn)行很好的液體噴射的液體噴射方法，液體噴頭等等。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供利用活動(dòng)件的閥功能通過(guò)消除由于反向液流在與供液方向相反方向上作用的內(nèi)力來(lái)提高再充入頻率和印刷速度等并能減少新月形的后退量的液體噴頭。
另外，本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供減小在熱產(chǎn)生元件上的沉積物，能夠擴(kuò)大噴射液體的應(yīng)用范圍，并能明顯地顯示出高的噴射性能和噴射力的液體噴射方法，液體噴頭等等。
本發(fā)明的第五個(gè)目的是提供可增大選擇所要噴射的液體的自由度的液體噴射方法，液體噴頭等等。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的的技術(shù)方案如下。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于噴射一種液體的液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體相通的液體流道，一個(gè)用于在液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°在該關(guān)系中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射一種液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的第一液體流道，一個(gè)具有一個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域的第二液體流道，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在該液泡產(chǎn)生區(qū)域產(chǎn)生液泡，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于噴射一種液體的液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中，滿足關(guān)系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射一種液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的第一液體流通，一個(gè)具有一個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域的第二液體流通，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在該液泡產(chǎn)生區(qū)域產(chǎn)生液泡，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，
其中滿足關(guān)系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于噴射一種液體的液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中，滿足關(guān)系式θM≤2θE＋5°在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角，它不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口部分的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于噴射一種液體的液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角，它不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口部分的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于噴射一種液體的液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流通，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，當(dāng)在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便排放該液體時(shí)，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°，在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射一種液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的第一液體流道，一個(gè)具有一個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域的第二液體流道，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，當(dāng)在該液泡產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生液泡并在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便排放該液體時(shí)，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°，在該關(guān)系式中，QM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于噴射一種液體的液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，當(dāng)在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便排放該液體時(shí)，滿足關(guān)系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°
在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射一種液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的第一液體流道，一個(gè)具有一個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域的第二液體流道，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，當(dāng)在該液泡產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生液泡并在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便排放該液體時(shí)，滿足關(guān)系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°，在該關(guān)系中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該注牯部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于噴射一種液體的液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的流體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，當(dāng)在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便排放該液體時(shí)，滿足關(guān)系式θM≤2θE＋5°在該關(guān)系中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角，它不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口部分的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于噴射一種液體的液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，當(dāng)在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便排放液體時(shí)，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角，它不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口部分的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種具有上述任一方面所述的液體噴頭和用于供給從液體噴頭噴射液體的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給裝置的液體噴射裝置。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種具有上述任一方面所述的液體噴頭和用于輸送接受從液體噴頭噴射的液體的記錄媒體的記錄媒體輸送裝置。
按照本發(fā)明，當(dāng)產(chǎn)生的液泡使用于控制所產(chǎn)生的液泡的活動(dòng)件作最大偏轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)將活動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)部位和噴出口的中心軸線或面的中心軸線與噴出口部分和液體流道相連的面的交點(diǎn)相連的線相對(duì)基準(zhǔn)面所夾的角度，恰當(dāng)?shù)南薅ɑ顒?dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角度，就能夠使噴射狀態(tài)穩(wěn)定。
此外，基于全新噴射原理的本發(fā)明的液體噴射方法，噴頭等能夠在產(chǎn)生液泡和由此而來(lái)的活動(dòng)件偏轉(zhuǎn)間取得最佳協(xié)同效果，因此可有效地噴射噴出口附近的液體，從而與傳統(tǒng)的噴射方法，噴頭等相比，可改善噴射性能。例如本發(fā)明的優(yōu)選形式可將綜合噴射性能提高兩倍或兩倍以上。
采用具有本發(fā)明的技術(shù)特征的結(jié)構(gòu)，即使在低溫低濕條件下進(jìn)行長(zhǎng)期存入，也可防止噴射故障，或即使出現(xiàn)噴射故障，只要進(jìn)行復(fù)原處理，例如預(yù)噴射或抽吸復(fù)原，噴頭也能即刻恢復(fù)正常狀態(tài)。
具體地說(shuō)，在長(zhǎng)期存放條件下，使具有六十四個(gè)噴出口的傳統(tǒng)噴墨方法的噴頭中的幾乎所有噴出口出現(xiàn)噴射故障，本發(fā)明的噴頭只有約一半或不到一半的噴出口出現(xiàn)噴射故障。為了通過(guò)預(yù)噴射來(lái)復(fù)原這些噴出口，對(duì)于傳統(tǒng)噴頭中的每個(gè)噴出口，需要進(jìn)行幾千次的預(yù)噴射，而進(jìn)行一百次左右的預(yù)噴射就足以復(fù)原本發(fā)明的噴頭。這意味著本發(fā)明可縮短復(fù)原時(shí)間，減少?gòu)?fù)原的液體損失，從而大大降低操作成本。
尤其是，用于改善本發(fā)明的再充入特性的結(jié)構(gòu)在連續(xù)噴射時(shí)可獲得高的響應(yīng)性，液泡穩(wěn)定地變大，穩(wěn)定的液滴和基于高速液體噴射的可實(shí)現(xiàn)的高速記錄或高質(zhì)量的記錄。
閱讀對(duì)實(shí)施例的描述會(huì)理解本發(fā)明的其它效果。
該說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“上游”和“下游”是根據(jù)從液體供給源經(jīng)液泡產(chǎn)生區(qū)域(或活動(dòng)件)流到噴出口的總液流定義的，并將其表示為與該結(jié)構(gòu)的方向相同的方向。
此外，液泡本身的“下游側(cè)”部分表示液泡的噴出口側(cè)的部分，它的直接功能主要是噴射一滴液。確切地說(shuō)，它指的是在上述流動(dòng)方向上或在相對(duì)于液泡的中心的上述結(jié)構(gòu)的方向上的液泡的下游部分，或指的是在離開(kāi)熱產(chǎn)生元件的區(qū)域的中心的下游側(cè)出現(xiàn)的液泡。
在該說(shuō)明書(shū)中，一種“基本密封”狀態(tài)一般是指以這種程度密封的狀態(tài)，即，當(dāng)液泡產(chǎn)生時(shí)，在活動(dòng)件運(yùn)動(dòng)之前液泡不會(huì)從活動(dòng)件周圍的縫中跑出來(lái)。
在該說(shuō)明書(shū)中，“隔墻”從廣義上講是指，插進(jìn)去用來(lái)將與噴出口直接液體流通的區(qū)域與液泡產(chǎn)生區(qū)域分開(kāi)的壁(它可以包括活動(dòng)件)，狹義上更精確地是指用來(lái)將包括液泡產(chǎn)生區(qū)域的液流通道與和噴出口直接液體流通的液流通道相分開(kāi)，因而防止在相應(yīng)的液流通道內(nèi)的液體相混合的壁。
在該說(shuō)明書(shū)中，一個(gè)活動(dòng)件的“自由端部分”是指一個(gè)包括自由端的部分，它是活動(dòng)件的下游側(cè)端，和鄰近區(qū)域，也包括鄰近活動(dòng)件的下游角的部分。
此外，活動(dòng)件的“自由端區(qū)域”是指在活動(dòng)件下游側(cè)端的自由端本身，包括自由端的側(cè)端的一個(gè)區(qū)域，或者包括自由端和側(cè)端的區(qū)域。
進(jìn)一步，這里所述的活動(dòng)件的“轉(zhuǎn)動(dòng)部位”是指活動(dòng)件的偏轉(zhuǎn)部分和基本上不偏轉(zhuǎn)部分之間的分界部位；例如，在活動(dòng)件是由在隔墻上的一條縫形成的情況下，它與縫切口的端部相一致，它是活動(dòng)件的根部部位。
另外，這里所述的“基準(zhǔn)面”是指沒(méi)有外力作用時(shí)，包括保持在自然狀態(tài)的沒(méi)有偏轉(zhuǎn)的活動(dòng)件31的平面。這基本上與這樣定義的基準(zhǔn)面是相同的，即，一個(gè)包括活動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)部位和連接從轉(zhuǎn)動(dòng)部位的下游側(cè)延伸到噴出口的隔墻和從與之相對(duì)的上游延伸的隔墻的平面。假如活動(dòng)件是變形的，后者可以作為基準(zhǔn)面。
此外，這里所述的活動(dòng)件的“偏轉(zhuǎn)角度”是指圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)部位的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的，當(dāng)活動(dòng)件偏轉(zhuǎn)時(shí)，連接上述轉(zhuǎn)動(dòng)部位與自由端的連線相對(duì)于前述的基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)之間的角度。特別地，這個(gè)偏轉(zhuǎn)角度的最大值被定義為最大偏轉(zhuǎn)角θM。
另外，“噴出口的中心軸”指的是圓柱形噴出口部分的圓柱的旋轉(zhuǎn)軸或者是一條連接在液流通道側(cè)(噴出口18)的噴出口部分的孔的圓心與在外表面(前面)側(cè)的噴出口部分的圓心的連線。
假如噴出口部分不是圓的，這個(gè)“噴出口中心軸”或“噴出口區(qū)域中心軸”被定義為一條連接在液流通道側(cè)的區(qū)域的中心與在前面?zhèn)鹊膮^(qū)域中心的連線。
圖1A和1B是傳統(tǒng)的液體噴頭的透視圖和傳統(tǒng)的液體噴頭的液流通道的剖視圖；圖2A、2B、2C和2D是適合于本發(fā)明的液體噴頭的一個(gè)實(shí)施例的示意剖視圖；圖3是適合于本發(fā)明的一個(gè)液體噴頭的部分?jǐn)嗝嫱队皥D；圖4是從傳統(tǒng)的頭中的一個(gè)液泡壓力傳播的示意圖；圖5是從適合于本發(fā)明的頭中的一個(gè)液泡壓力傳播的示意圖；圖6適合于本發(fā)明的噴射原理的液流示意圖；圖7是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的液體噴頭的部分?jǐn)嗝嫫室晥D；圖8是適合于本發(fā)明的液體噴頭的部分?jǐn)嗝嫱敢晥D；圖9A、9B和9C表示熱量產(chǎn)生元件與活動(dòng)件之間的位置關(guān)系；圖10是一個(gè)示意圖，表示θM和θE之間關(guān)系的第一個(gè)實(shí)施例圖11是表示θM和θE之間關(guān)系的第二個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖12是表示θM和θE之間關(guān)系的第三個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖13是表示θM和θE之間關(guān)系的第四個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖14A和14B是一個(gè)活動(dòng)件的操作的圖解表示；圖15A、15B和15C是活動(dòng)件的其它形狀的圖解表示；圖16是表示本發(fā)明中能滿足角度條件的頂部擋塊的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖17A和17B是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的液體噴頭的縱向截面剖視圖；圖18是起動(dòng)脈沖形狀示意圖；圖19是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中一個(gè)液體噴頭的供應(yīng)通道剖視圖；圖20是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)頭的部件分解透視圖；圖21是一個(gè)液體噴頭盒的分解透視圖；圖22是一個(gè)液體噴射裝置的圖解實(shí)例；圖23是一個(gè)裝置的方框圖；圖24是液體噴射記錄系統(tǒng)的示意圖；以及圖25是一個(gè)噴頭盒的示意圖。
(原理的描述)適用于本發(fā)明的噴射原理將按圖作解釋。
圖2A到2D是一個(gè)液體噴頭的剖面示意圖，該圖沿著液流通道方向切下，圖3是該液體噴頭的部分?jǐn)嗝嫱敢晥D。
圖2A到2D中的這個(gè)液體噴頭包括一個(gè)基層1，一個(gè)熱產(chǎn)生元件2(外形是圖3中的40μm×105μm的熱產(chǎn)生電阻器)，該元件2作為一個(gè)噴射能量產(chǎn)生元件用來(lái)給液體供應(yīng)熱能以便噴射該液體，該元件2安裝在基層1上，以及一個(gè)液流通道10，該通道10在基層上形成并與熱產(chǎn)生元件2相對(duì)應(yīng)。該液流通道10與一個(gè)噴出口18和一個(gè)普通液室13的液體相通用來(lái)給象液流通道10這樣的多個(gè)通道供應(yīng)液體，以便這一液流通道10接收的液體數(shù)量與通過(guò)噴出口從普通液室13噴出的液體數(shù)量相同。
位于基層之上并在液流通道10中的呈平板狀并有一扁平部分的活動(dòng)件31呈懸臂狀，并由有彈性的材料如金屬制成，以便朝向上面提到的熱產(chǎn)生元件2。活動(dòng)件的一頭固定在基礎(chǔ)34(支撐件)上或者固定到在液流通道10的壁上或在基層上裝有光敏松香型板的類似件上。這一結(jié)構(gòu)支撐該活動(dòng)件并構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件(轉(zhuǎn)動(dòng)部位)33。
這個(gè)活動(dòng)件31在通過(guò)活動(dòng)件31從普通液室13流向噴出口18的大的液流的上游側(cè)有一個(gè)通過(guò)液體的噴射操作而引起的轉(zhuǎn)動(dòng)件(轉(zhuǎn)動(dòng)部位固定端)，在下游部分還有一個(gè)與這一轉(zhuǎn)動(dòng)件33相對(duì)應(yīng)的自由端?；顒?dòng)件31是這樣放置的，即它相對(duì)于熱產(chǎn)生元件2有一個(gè)大約15μm的間隙以便蓋住這個(gè)熱產(chǎn)生元件2。一個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域在熱產(chǎn)生元件與活動(dòng)件之間形成。這一熱產(chǎn)生元件與活動(dòng)件的類型、外形和位置不限于上面描述的那樣，但是只要外形和位置適合于控制液泡的增長(zhǎng)就可以任意改變它們，壓力的傳播下面討論。為了后面討論的液體流動(dòng)描述方便起見(jiàn)，描述的液流通道10由活動(dòng)件31分成兩個(gè)區(qū)域，即，直接與噴出口18相通的第一液流通道14和具有一個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域11和液體供應(yīng)通道12的第二液流通道16。
加熱熱產(chǎn)生元件2，熱量加在活動(dòng)件31和熱量產(chǎn)生元件2之間的液泡產(chǎn)生區(qū)域中的液體上，從而液泡在液體中象美國(guó)專利號(hào)為4723129中詳細(xì)描述的那樣由薄膜沸騰現(xiàn)象產(chǎn)生。通過(guò)液泡的產(chǎn)生增大的液泡和壓力主要作用在活動(dòng)件上，以便活動(dòng)件31在噴出口側(cè)圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)部位33可偏轉(zhuǎn)地大大打開(kāi)，正如在圖2B和2C或圖3中描述的一樣?；顒?dòng)件31的偏轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)狀態(tài)導(dǎo)引隨著向著噴射出口的液泡的產(chǎn)生而增長(zhǎng)的液泡本身的增長(zhǎng)或壓力的傳播。
這里，將對(duì)適合于本發(fā)明的基本噴射原理之一作出解釋。本發(fā)明中的最重要原理之一是借助液泡的壓力或液泡本身，面對(duì)液泡的活動(dòng)件從呈穩(wěn)定狀態(tài)的第一位置偏轉(zhuǎn)到呈偏轉(zhuǎn)后狀態(tài)的第二位置，這樣偏轉(zhuǎn)的活動(dòng)件31導(dǎo)引液泡本身或者由液泡向著具有噴出口18的下游側(cè)產(chǎn)生的壓力。
這一原理通過(guò)對(duì)顯示本發(fā)明的圖5和顯示使用沒(méi)有活動(dòng)件的傳統(tǒng)液流通道結(jié)構(gòu)的示意圖4的比較將作解釋。這里，vA代表指向噴出口的壓力傳播的方向，而VB代表指向上游的壓力傳播方向。
如圖4所示的傳統(tǒng)頭沒(méi)有用來(lái)調(diào)節(jié)由產(chǎn)生的液泡40形成的壓力傳播方向的結(jié)構(gòu)。這樣，液泡40的壓力沿如V1-V8所示的垂直于液泡表面的各種方向傳播。在這些壓力中，具有沿對(duì)液體噴射最有效的VA方向的壓力傳播方向的壓力是那些具有在液泡上比大約另一半更靠近噴出口的壓力傳播方向的那些壓力，即，V1-V4，這些是直接對(duì)液體噴射效率、液體噴射力、液體噴射速度等做貢獻(xiàn)的一個(gè)重要部分。更進(jìn)一步，V1有效地起作用因?yàn)樗c噴射方向VA最靠近，以及與之相反，V4具有一個(gè)沿VA方向的相對(duì)小的壓力。
與它相比較，在如圖5所示的本發(fā)明的情況中，活動(dòng)件31用來(lái)導(dǎo)引液泡的V1-V4的壓力傳播方向向著下游側(cè)(噴出口側(cè))，否則這些壓力傳播方向沿圖4所示情況中的各種方向，以便將它們改變成沿VA的壓力傳播方向，因而使液泡40的壓力直接有效地對(duì)噴射作貢獻(xiàn)。
液泡的生長(zhǎng)方向本身以象壓力傳播方向V1-V4一樣的同樣的方式被導(dǎo)引至下游，以便液泡在下游側(cè)比在上游側(cè)生長(zhǎng)得更多。在這種方式中，噴射效率、噴射力和噴射速度等可以通過(guò)由活動(dòng)件控制液泡的生長(zhǎng)方向以及控制液泡的壓力傳播方向從根本上得到改善。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2A到2D，上面描述的液體噴頭的噴射操作將被詳細(xì)描述。
圖2A表示如電能一樣的能量加在熱產(chǎn)生元件2上之前的狀態(tài)，因此，這是一種熱量產(chǎn)生元件產(chǎn)生熱之前的狀態(tài)。一個(gè)重要點(diǎn)就是活動(dòng)件31置于與由熱產(chǎn)生元件產(chǎn)生的熱形成的液泡相對(duì)應(yīng)的位置以便它至少與液泡的下游側(cè)相對(duì)。換句話說(shuō)，為了讓液泡的下游側(cè)部分作用在活動(dòng)件上，液流通道結(jié)構(gòu)以這樣的方式安排，即，活動(dòng)件31至少延伸到熱產(chǎn)生元件區(qū)域的中心3的下游位置(或者是通過(guò)熱產(chǎn)生元件區(qū)域中心3并與流體通道的長(zhǎng)度方向相垂直的線的下游側(cè))。
圖2B表示一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，電能或類似能量加在熱產(chǎn)生元件2上用來(lái)加熱熱產(chǎn)生元件2，而且這樣產(chǎn)生的熱加熱充在液泡產(chǎn)生區(qū)域11內(nèi)的液體，從而按薄膜沸騰現(xiàn)象產(chǎn)生一個(gè)液泡。
這時(shí)，活動(dòng)件31通過(guò)由液泡40的產(chǎn)生而產(chǎn)生的壓力從第一位置偏轉(zhuǎn)到第二位置，以便將液泡壓力的傳播方向?qū)б脸鴩姵隹诘姆较?。這里，一個(gè)重要點(diǎn)是，如上面描述的，活動(dòng)件的自由端32位于下游側(cè)(或在噴出口側(cè))而轉(zhuǎn)動(dòng)部位33位于上游側(cè)(或在普通液室側(cè))以便至少活動(dòng)件的一部分與熱產(chǎn)生元件的下游側(cè)部分相對(duì)，即與液泡的下游側(cè)部分相對(duì)。
圖2C表示一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，液泡40更進(jìn)一步長(zhǎng)大，活動(dòng)件31按照由液泡40的產(chǎn)生而產(chǎn)生的壓力更進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)。產(chǎn)生的液泡在下游比上游生長(zhǎng)得更多以便其大大地?cái)U(kuò)張超出活動(dòng)元件的第一位置(點(diǎn)劃線的位置)。
這就是這樣理解的，即，與液泡40的生長(zhǎng)相適應(yīng)的活動(dòng)件31的逐漸偏轉(zhuǎn)允許液泡40的壓力傳播方向均勻地指向噴出口，并允許液泡沿這樣的方向生長(zhǎng)，即，在該方向體積能容易改變，這就是說(shuō)，沿指向自由端的方向，因而也增加了噴射效率。當(dāng)活動(dòng)件導(dǎo)引液泡和向著噴出口的液泡產(chǎn)生壓力時(shí)，它很少阻礙液泡的傳播和生長(zhǎng)，并且能夠按照壓力傳播的大小有效地控制壓力的傳播方向和液泡的生長(zhǎng)方向。
圖2D表示一種狀態(tài)，在該狀態(tài)下，當(dāng)前述的薄膜沸騰之后，由于液泡內(nèi)的壓力的減小，液泡40縮小并消失。
通過(guò)由于活動(dòng)件本身的彈性性能引起的回復(fù)力和因?yàn)橐号莸氖湛s的反向壓力，已經(jīng)偏轉(zhuǎn)到第二個(gè)位置的活動(dòng)件31返回到圖2A所示的初始位置。隨著液泡的消失，液體流到液泡產(chǎn)生區(qū)域11內(nèi)以便補(bǔ)償液泡體積的減小和噴射液體的體積，正如由來(lái)自上游側(cè)(B)或普通液室側(cè)的液流VD1、VD2和來(lái)自噴射出口側(cè)的液流Vc表示的那樣。
前面解釋了隨著液泡的產(chǎn)生和液體的噴射活動(dòng)件的操作，而后，下面解釋適合于本發(fā)明的液體噴頭中的液體的重新充填。
經(jīng)過(guò)圖2C之后，液泡40經(jīng)過(guò)一個(gè)最大體積的狀態(tài)并進(jìn)入液泡消失過(guò)程。在液泡消失過(guò)程中，足夠補(bǔ)償已經(jīng)消失的液泡體積的液體體積從第一液流通道14的噴出口側(cè)和從第二液流通道16的普通液室13側(cè)流進(jìn)液泡產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)。在傳統(tǒng)的沒(méi)有活動(dòng)件31的液流通道結(jié)構(gòu)中，從噴射出口側(cè)和從普通液室流到液泡消失位置的液體的數(shù)量取決于比液泡產(chǎn)生區(qū)域更靠近噴出口和普通液室部分的流動(dòng)阻力的大小(這是根據(jù)流道的阻力和液體的慣性)。
如果在靠近噴出口側(cè)的流動(dòng)阻力較小，從噴出口側(cè)流到液泡消失位置更多的液體以便增加彎液面的收縮量大小，尤其是，當(dāng)靠近噴出口的流動(dòng)阻力減小以便增加噴射效率時(shí)，彎液面M的收縮量隨著液泡的消失變得更大，填充時(shí)間變得更長(zhǎng)，這樣對(duì)高速印刷來(lái)說(shuō)就變成一個(gè)阻礙。
與它相反，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)包括一個(gè)活動(dòng)件31，當(dāng)活動(dòng)件隨著液泡的消失返回到原始位置時(shí)，彎液面停止收縮，其后，剩余體積W2的液體供應(yīng)主要依賴通過(guò)第二液流通道16的液流VD2供應(yīng)來(lái)的液體，在此液泡的體積W分裂成超出活動(dòng)件第一位置的上部體積W1和在液泡產(chǎn)生區(qū)域11一側(cè)的下部體積W2。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，彎液面的體積收縮大約與液泡W的體積的一半相等，而上面的結(jié)構(gòu)可以使彎液面收縮至一個(gè)較小的體積，具體地說(shuō)，大約是W1的一半。
此外，利用隨液泡的消失所產(chǎn)生的壓力，沿著活動(dòng)件31在熱產(chǎn)生元件側(cè)的表面主要從第二液流通道的上游側(cè)(VD2)來(lái)的體積為W2的液體可被加速，這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)快速再充填。
這里一個(gè)特別點(diǎn)如下在傳統(tǒng)頭中，假如使用隨著液泡的消失的壓力來(lái)進(jìn)行充填，彎液面的振動(dòng)是很大的以至于破壞圖象質(zhì)量；然而，這種結(jié)構(gòu)的充填可以使彎液面振動(dòng)減小至一個(gè)極低的水平，因?yàn)榛顒?dòng)件阻止在噴射出口側(cè)的第一液流通道14區(qū)域內(nèi)和液泡產(chǎn)生區(qū)域11的噴出口側(cè)區(qū)域內(nèi)的液體流動(dòng)。
上述的適合于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如上面討論的那樣，達(dá)到通過(guò)第二液流通道16中的液體供應(yīng)通道12快速將液體充填到液泡產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)，并且抑制了彎液面的回縮和振動(dòng)，以便實(shí)現(xiàn)高速填充，因此，當(dāng)應(yīng)用高速噴射和重復(fù)噴射或者在記錄領(lǐng)域，它能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的噴射，也能實(shí)現(xiàn)圖象質(zhì)量和高速記錄質(zhì)量的提高。
上面提到的適合于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)也提供有如下所述的更有效的功能。這就是抑制由液泡的產(chǎn)生而產(chǎn)生的壓力向上游側(cè)的傳播(反向波)。在熱產(chǎn)生元件2上面產(chǎn)生的液泡當(dāng)中，普通液室13側(cè)的液泡的大部分壓力習(xí)慣上是將液體推回到上游側(cè)的力(這就是反向波)。由于液體的流動(dòng)反向波增加了上游側(cè)的壓力和液體流動(dòng)量，引起慣性力，這就降低了給液流通道的液體的重新充填，也阻礙了高速起動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)也通過(guò)由活動(dòng)件31抑制這些給上游側(cè)的作用來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)充填性能。
下面解釋進(jìn)一步的特征結(jié)構(gòu)和效果。
在熱產(chǎn)生元件上游側(cè)，第二液流通道16有一個(gè)具有內(nèi)壁的液體供應(yīng)通道12，它從熱產(chǎn)生元件2基本上平坦地延續(xù)(這就意味著熱產(chǎn)生元件的表面沒(méi)有降低太多)。在這種情況下，液體沿著靠近液泡產(chǎn)生區(qū)域11的活動(dòng)件31的表面供應(yīng)到液泡產(chǎn)生區(qū)域11和熱產(chǎn)生元件2的表面上，如VD2表示的那樣。這就阻止了在熱產(chǎn)生元件2表面上的液體的停滯，很容易地除去所謂的殘留液泡，這些液泡是從溶解在液體中的氣體中分離出來(lái)的或者留下來(lái)沒(méi)有消失的。更進(jìn)一步，防止在液體中聚集熱量。因此，液泡的穩(wěn)定產(chǎn)生可以以高速重復(fù)出現(xiàn)。盡管這一結(jié)構(gòu)被解釋成帶有有基本平坦的內(nèi)壁的液體供應(yīng)通道12的結(jié)構(gòu)，但不僅限于此，液體供應(yīng)通道可以是任何結(jié)構(gòu)，這種任何結(jié)構(gòu)帶有一個(gè)與熱產(chǎn)生元件的表面光滑相接的平緩內(nèi)壁，只要其形狀不能引起熱量產(chǎn)生元件上的液體的停滯或在液體供應(yīng)中的大的紊流就行。
有一些穿過(guò)活動(dòng)件側(cè)(穿過(guò)細(xì)縫35)從VD1供應(yīng)到液泡產(chǎn)生區(qū)域的液體。為了導(dǎo)引隨液泡產(chǎn)生的壓力對(duì)噴出口更有效，可以使用這樣的活動(dòng)件，即，蓋住整個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域(蓋住熱產(chǎn)生元件的表面)如圖2A到2D所示的那樣。在那種情況下，當(dāng)活動(dòng)件31返回到第一位置時(shí)，液體的流動(dòng)阻力在液泡產(chǎn)生區(qū)域11和鄰近第一液流通道14的噴出口的區(qū)域是很大的。在這些情況下，液體被限制成如上面所述的從來(lái)自VD1的液體流向液泡產(chǎn)生區(qū)域11 。因?yàn)樵谶@種結(jié)構(gòu)中的噴頭的結(jié)構(gòu)有給液泡產(chǎn)生區(qū)域供應(yīng)液體的液流VD2，因而它具有很高的液體供應(yīng)性能。這樣，液體的供應(yīng)性能甚至在改進(jìn)噴射效率的結(jié)構(gòu)中也能保持，在這種結(jié)構(gòu)中，活動(dòng)件31蓋住液泡產(chǎn)生區(qū)域11。
順便說(shuō)，自由端32和活動(dòng)件31轉(zhuǎn)動(dòng)部位之間的位置關(guān)系限制成這樣的方式，即，自由端位于相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)部位的下游，例如如圖6所示的那樣。這樣的結(jié)構(gòu)可以有效地達(dá)到這樣的效果，即，如前面討論的那樣，隨著液泡的產(chǎn)生，導(dǎo)引壓力傳播方向和液泡生長(zhǎng)方向向著噴出口。進(jìn)一步，這種位置關(guān)系不僅達(dá)到了噴射效果，當(dāng)隨著液體的供應(yīng)減小相對(duì)于在液流通道10中的液流的流動(dòng)阻力時(shí)，也達(dá)到了高速填充的效果。就是因?yàn)?，如圖6所示，當(dāng)由于表面張力在噴射返回到噴出口18后彎液面M在縮回位置時(shí)，或者當(dāng)液體被供應(yīng)用來(lái)補(bǔ)償液泡的消失時(shí)，自由端32和轉(zhuǎn)動(dòng)部位33是這樣放置的，即，不阻止液流S1、(包括第一液流通道14和第二液流通道16)S2、S3在液流通道10中的流動(dòng)。
進(jìn)一步詳細(xì)地解釋，在這種結(jié)構(gòu)中(圖2A到2D)活動(dòng)件31相對(duì)于熱產(chǎn)生元件2延伸，以便它的自由端32對(duì)著區(qū)域中心3(穿過(guò)熱產(chǎn)生元件區(qū)域的中心并與液流通道縱向相垂直的線(穿過(guò)中心部分))的下游位置，將熱產(chǎn)生元件2分成上游區(qū)域和下游區(qū)域，如以前描述的那樣。這樣的安排引起了活動(dòng)件31承受這一壓力或容納出現(xiàn)在熱產(chǎn)生元件的中心位置區(qū)域3的下游的液泡，大大地有助于液體的噴射，將壓力和液泡導(dǎo)引至噴出口，這樣從根本上提高了噴射效率和噴射力。
此外，當(dāng)進(jìn)一步利用液泡的上游部分時(shí)，可以達(dá)到許多效果。姑且認(rèn)為對(duì)液體噴射的有效作用也是由于在這種結(jié)構(gòu)中活動(dòng)件31的自由端不斷的機(jī)械偏轉(zhuǎn)。
(實(shí)施例1)本發(fā)明的實(shí)施例將參考附圖作出解釋。
本實(shí)施例也應(yīng)用與上面描述的相同的液體噴射基本原理。下述的每個(gè)實(shí)施例將用這種噴頭作解釋，即，如下面描述的噴頭中的第一液流通道14和第二液流通道16由隔墻30來(lái)分開(kāi)，但需要表明，不僅限于此，本發(fā)明可類似地應(yīng)用到包含上面描述的原理的那些噴頭中。
圖7是在本發(fā)明中沿液體噴射頭流動(dòng)通道方向的剖視示意圖。
本發(fā)明中的液體噴射頭有一基層1和安裝在其上的熱產(chǎn)生元件2，該元件用來(lái)為在液體中產(chǎn)生液泡供應(yīng)熱量，在基層1之上提供一個(gè)產(chǎn)生液泡的液體的第二液流通道16和噴射液體的第一液流通道14，該噴射液體直接與具有噴出口的噴出口部分28相通，第一液流通道置于第二液流通道的上方。由具有彈性的材料，如金屬制成的隔墻位于第一液流通道14和第二液流通道16之間，且將在第一液流通道14內(nèi)的噴射液體與第二液流通道16內(nèi)的產(chǎn)生液泡液體分離開(kāi)。這里，同一液體可以用作噴射液體和產(chǎn)生液泡液體，與前面所述的原理相似。在那種情況，相通部分(未示出)可在隔墻30的至少一部分上形成以便液體可在與第一流道14相通的第一普通液室15和與第二流道16相通的第二普通液室17之間流動(dòng)。
噴出口部分28有一個(gè)小直徑(噴射出口18)的開(kāi)口部分，通過(guò)這部分液滴從噴頭中和作為一個(gè)與第一液流通道14相連系部分的大直徑孔部分噴射。與噴出口18相垂直的中心軸和它的延伸幾乎與中心軸C呈一直線，該中心軸C沿這樣的方向，即，噴射后液滴從該方向飛出。進(jìn)一步，S代表上面所說(shuō)的中心軸C和與噴出口部分28和第一液流通道14之間連接部分相一致的表面的一個(gè)相交點(diǎn)。
與上述原理類似，一個(gè)窄縫部分35(一條縫見(jiàn)圖9A)，在隔墻30的位于熱產(chǎn)生元件表面上方的噴射空間部分上形成(它稱作噴射力產(chǎn)生區(qū)域，包括如圖7所示的區(qū)域A和液泡產(chǎn)生區(qū)域B)。活動(dòng)件31提供用來(lái)能夠基本上密封這條縫35。特別地，活動(dòng)件31是一個(gè)呈懸臂形式的件，在噴射出口18側(cè)(或在液流的下游側(cè))有一個(gè)自由端和在第一或第二普通液室(15、17)端有一固定端，自由端可圍繞固定端的轉(zhuǎn)動(dòng)部位33轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖中所示，當(dāng)隨著液泡產(chǎn)生液體中液泡的產(chǎn)生活動(dòng)件被推起向著第一液流通道側(cè)時(shí)，活動(dòng)件31朝著液泡產(chǎn)生區(qū)域B，圍繞活動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)部位沿箭頭O方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如后面描述的一樣。這種轉(zhuǎn)動(dòng)將活動(dòng)件31轉(zhuǎn)向第一流道側(cè)。
圖8是表示本發(fā)明的液體噴頭的示意結(jié)構(gòu)透視圖。從這個(gè)圖中可以清楚地看到，隔墻30穿過(guò)構(gòu)成在基層1上方的第二液流通道16的空間，所說(shuō)的基層1具有一個(gè)作為熱產(chǎn)生元件2的電熱轉(zhuǎn)換裝置(電熱轉(zhuǎn)換件)和用來(lái)將電信號(hào)加在電熱轉(zhuǎn)換裝置上的接線電極5。
圖9A到9C用來(lái)解釋如上所述的活動(dòng)件31和第二液流通道16之間的位置關(guān)系，其中，圖9A是從第一流道14側(cè)看到的活動(dòng)件31的圖，圖9B是當(dāng)把隔墻30拿開(kāi)后從第一流道14側(cè)看到的第二液流通道16的圖。另外，圖9C是示意性地顯示活動(dòng)件31和第二液流通道16呈重疊狀態(tài)的位置關(guān)系圖。在任何圖中，指向活動(dòng)件31的自由端32的方向與指向噴出口18位置的方向相一致。上述的轉(zhuǎn)動(dòng)部位是用來(lái)形成活動(dòng)件的縫35的端部(或者活動(dòng)件的根部)。
第二液流通道16是在這樣的腔室(液泡產(chǎn)生腔室)結(jié)構(gòu)中形成，即，在熱產(chǎn)生元件2的前后有一頸部部分19，因而限制隨液泡產(chǎn)生的壓力從第二液流通道16漏失。在使用用作液泡產(chǎn)生的流道和液體噴射的流道的普通流道的傳統(tǒng)噴頭的情況下，為了提供一個(gè)帶有這樣的能夠防止在熱產(chǎn)生元件液室側(cè)產(chǎn)生的壓力的傳播方向直接向著普通液室側(cè)的噴頭，充分考慮到噴射液體的再充填，必須用一個(gè)在頸部部分沒(méi)有縮小流道橫截面太多的結(jié)構(gòu)。
比較起來(lái)，本實(shí)施例安排成這樣的結(jié)構(gòu)，即，大部分噴射液體是在第一液流通道14的噴射液體，小部分的液泡產(chǎn)生液體在提供熱產(chǎn)生元件2的第二液流通道16中消耗。因此，僅僅需要給第二液流通道16的噴射壓力產(chǎn)生部分供應(yīng)少量的填充液。在使用較少消耗量的液泡產(chǎn)生液體結(jié)構(gòu)中，頸部部分19的空隙可設(shè)置得很窄，例如幾μm到+nμm，以便在第二液流通道16中隨液泡產(chǎn)生的壓力的傳播方向能被集中到活動(dòng)件31上。結(jié)果，壓力傳播方向由活動(dòng)件31導(dǎo)引至噴口，因而達(dá)到了高噴射效率和高噴射壓力。
這里注意的是，第二液流通道16的形狀不只限于上面的結(jié)構(gòu)，只要隨著液泡的產(chǎn)生它能有效地將壓力傳送到活動(dòng)件上，它可以是任何形狀。
下面所說(shuō)的活動(dòng)件的偏轉(zhuǎn)角指活動(dòng)件相對(duì)于前面所述的基準(zhǔn)面上的基準(zhǔn)的偏轉(zhuǎn)。讓我們將θM定義為活動(dòng)件的偏轉(zhuǎn)角度的最大值，θE定義為連接上面的交叉點(diǎn)S和活動(dòng)件上的轉(zhuǎn)動(dòng)部位33的直線(軸)D相對(duì)于活動(dòng)件的基準(zhǔn)面之間的偏轉(zhuǎn)角(見(jiàn)圖7)。
確定活動(dòng)件的偏轉(zhuǎn)角度的方法的具體實(shí)施例是形成一個(gè)透明材料做的液流通道的頂部，或者用透明件代替該頂部，當(dāng)活動(dòng)件偏轉(zhuǎn)時(shí)，用光學(xué)方法測(cè)量自由端部分的高度(從非偏轉(zhuǎn)位置的高度)，并計(jì)算從自由端部分的位置和轉(zhuǎn)動(dòng)部位的位置的偏轉(zhuǎn)角來(lái)確定該活動(dòng)件的偏轉(zhuǎn)角度。
圖10是本實(shí)施例沿流道方向的液體噴頭斷面示意圖，以及顯示活動(dòng)件偏轉(zhuǎn)角最大值θM，連接交叉點(diǎn)S與活動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)部位的連線D相對(duì)于活動(dòng)件基準(zhǔn)表面之間的偏轉(zhuǎn)角θE和隨液滴的噴射沿液滴飛出方向的中心軸C相對(duì)于活動(dòng)件的基準(zhǔn)面的角度θC之間的關(guān)系圖。本實(shí)施例中的液體噴頭是這樣放置的，即，通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)件的厚度或者調(diào)節(jié)第一液流通道頂部的高度來(lái)將活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角θM確定在相對(duì)于角度θE在2θE－7°≤θM≤2θE＋7°范圍內(nèi)，這里角度θE是連接交叉點(diǎn)S與活動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)部位的連線D相對(duì)于活動(dòng)件基準(zhǔn)面之間的角度。本實(shí)施例所示的一個(gè)例子是θE＝14°，θM介于35°和21°之間。
在這里所示的結(jié)構(gòu)安排中，活動(dòng)件由熱產(chǎn)生元件2在液泡產(chǎn)生區(qū)域11產(chǎn)生的液泡的壓力偏轉(zhuǎn)，活動(dòng)件31將壓力導(dǎo)引至噴出口，就液體噴射特性而言，考慮到活動(dòng)件31的偏轉(zhuǎn)角和與第一液流通道14相連側(cè)的孔部分之間的關(guān)系，有效地將由液泡產(chǎn)生的壓力從活動(dòng)件31的偏轉(zhuǎn)自由端32導(dǎo)引至第一液流通道14側(cè)的噴出口18的孔部分是很重要的。如圖5中V1-V4所示。
換句話說(shuō)，假如θM與θE之間的關(guān)系接近θM＝2θE滿足的話，在最大偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的活動(dòng)件與基準(zhǔn)面之間部分的通道形狀變成相對(duì)于直線D對(duì)稱軸對(duì)稱，以便液泡產(chǎn)生的壓力傳播的中心部分直接指向在流道側(cè)的噴出口18的孔部分的中心S。這就形成了由此引起的沿噴出口部分的中心軸C的沒(méi)有紊流的壓力傳播的液流，因而，通過(guò)噴出口18噴出的液體的方向是沿中心軸C方向保持成非常穩(wěn)定的方向。噴射方向的穩(wěn)定性通過(guò)滿足幾乎θM＝2θE的關(guān)系就能明顯得到提高，因此，印刷紙張時(shí)的發(fā)射準(zhǔn)確性提高了，圖象質(zhì)量的干擾大大降低了。
這里，噴出口部分和液流通道之間的連接部分指的是一個(gè)管狀部分(呈圓柱直管、圓錐管、或弧形圓錐管外形，它將被叫做噴出口部分)該管狀部分形成了與在形成噴出口的管狀部分之外的液流通道最近的噴出口部分，或與它接近的部分。
考慮到噴出口外形的振動(dòng)或類似情況，當(dāng)該噴出口是由激光的照射或類似物形成時(shí)，接近于θM＝2θE的條件被確定為包括范圍2θE－7°≤θM≤2θE＋7°。上述的增強(qiáng)噴射方向穩(wěn)定性效果的更優(yōu)選的條件是2θE－5°≤θM≤2θE＋5°。
除上面的條件之外，活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角θM等于或大于連接轉(zhuǎn)動(dòng)部位和與液流通道14相連的噴出口部分的孔的最上端的連線的角度，這是為了液泡40壓力的平穩(wěn)傳播和由此引起的液體的平穩(wěn)流動(dòng)面優(yōu)選的條件。
另外，考慮到活動(dòng)件31的轉(zhuǎn)動(dòng)部位33的變形或類似情況，θM優(yōu)選確定在銳角范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是不超過(guò)35°。θM的這些上限和下限的條件也適合于由于同樣原因的其它實(shí)施例。(實(shí)施例2)下面，圖11表示沿流道方向的本實(shí)施例的液體噴頭斷面示意圖，顯示了活動(dòng)件偏轉(zhuǎn)角的最大值θM、連接活動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)部位33和交叉點(diǎn)S之間的連線D相對(duì)于活動(dòng)件的基準(zhǔn)面之間的偏轉(zhuǎn)角θE當(dāng)液滴噴射時(shí)沿液滴飛出方向的中心軸C相對(duì)于活動(dòng)件基準(zhǔn)面位置的角度θC之間的關(guān)系。這里，轉(zhuǎn)動(dòng)部位33置于圖9A-9C中的縫35的切口端，與以前定義的類似。
在這個(gè)實(shí)施例中，如圖15C所示，在轉(zhuǎn)動(dòng)部位端部通過(guò)將活動(dòng)件的形狀加寬，250μm(±5μm)長(zhǎng)，36μm寬、5μm厚，由鎳制成，活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角θM被確定為15°。此外，在本實(shí)施例中，第一液流通道14的高度在范圍40μm至60μm內(nèi)，第二液流通道16的高度是15μm?？墒?，圖11所示的例子中，第一流道的高度是40μm。當(dāng)噴出口是由激光照射加工形成時(shí)，連接活動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)部位與交叉點(diǎn)S的連線D相對(duì)于活動(dòng)件31的基準(zhǔn)面之間的偏轉(zhuǎn)角θE被限定在5°到7.5°范圍內(nèi)(最好是6°≤θE≤6.5°)，它的形成滿足關(guān)系θM＝2θE和2θE＜θM≤2θE＋5。在這一實(shí)施例中，當(dāng)液滴噴射時(shí)，沿液滴飛出方向的中心軸C與活動(dòng)件31的不偏轉(zhuǎn)位置之間的角度θC被限定為10°。噴頭的起動(dòng)條件是幾伏到幾十伏電壓，電流大約為0.1到0.2安培，脈沖寬度為1.5到10微秒，噴出口部分的長(zhǎng)度L被確定在30到50μm間。
在本實(shí)施例中為穩(wěn)定噴射方向，滿足條件，接近于θM＝2θE也是很重要的因素，與以前的實(shí)施例類似。
在長(zhǎng)時(shí)間的噴射操作期間，為保持這種狀態(tài)的進(jìn)一步的方法是，活動(dòng)件31可操作成超過(guò)滿足θM＝2θE的θM。設(shè)置成滿足關(guān)系2θE＜θM≤2θE＋5°，這種設(shè)置得到了穩(wěn)定的噴射方向和穩(wěn)定的噴射效率。此外，這也能增加噴射狀態(tài)相對(duì)于噴出口外形的振動(dòng)的穩(wěn)定性，如以前討論的那樣。
一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的情況是滿足接近關(guān)系2θE＜θM≤2θE＋5°的中心的條件(在本實(shí)施例中是6°≤θE≤6.5°)。滿足關(guān)系2θE＝θM的另一個(gè)手段是給第一流道14的壁部分提供一個(gè)如圖16所示的最大偏轉(zhuǎn)角度θM的控制部分57。(實(shí)施例3)圖12表示沿流道方向的本實(shí)施例液體噴頭的斷面示意圖，與實(shí)施例1和2中的情況相類似，顯示了活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角度θM、連接活動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)部位與交叉點(diǎn)S的連線相對(duì)于活動(dòng)件的自然位置之間的偏轉(zhuǎn)角θE、當(dāng)液滴噴射時(shí)沿液滴飛出方向的中心軸C與活動(dòng)件的自然位置之間的夾角θC之間的關(guān)系。該實(shí)施例中的液體噴頭有一個(gè)類似于實(shí)施例1中液體噴頭的結(jié)構(gòu)，但是，通過(guò)僅僅將前面實(shí)施例中的活動(dòng)件的厚度減小到3.5μm，活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角度θM被確定為大約是20°。當(dāng)由上面提到的方法形成噴出口時(shí)，連接活動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)部分與交叉點(diǎn)S之間的連線D相對(duì)于活動(dòng)件的自然位置的偏轉(zhuǎn)角度θE被限定在10°到12.5°范圍內(nèi)(最好是11°≤θE≤12°)，它被設(shè)置成滿足關(guān)系θM＝2θE或者2θE＞θM≥2θE－5。在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)液滴噴射時(shí)沿液滴飛出方向的中心軸C相對(duì)于活動(dòng)件的自然位置的角度θC被確定為25°(L值與實(shí)施例1中的相同)。此外，第二液流通道16的高度與前面的實(shí)施例1中的相同，第一流道的高度在本實(shí)施例中在40μm到80μm之間?？墒?，圖12所示的例子中第一液流通道14的高度是60μm。起初條件也與前面實(shí)施例中的那些條件相同。
當(dāng)在本實(shí)施例中滿足關(guān)系θM＝2θE時(shí)，噴射方向的穩(wěn)定性與如上所述的實(shí)施例1、2中類似也能提高。
在滿足關(guān)系2θE＞θM≥2θE－5的情況下，也能達(dá)到這樣的效果，即穩(wěn)定如前所述的由噴出口形狀的振動(dòng)或類似情況引起的噴射狀態(tài)。
進(jìn)一步增進(jìn)這種效果的優(yōu)選條件是滿足接近2θE＞θM≥2θE－5°的中心的條件(在本實(shí)施例中是11°≤θE≤12°)。在本實(shí)施例的情況下，滿足θE和θM關(guān)系的另一種措施也是給第一流道14的壁部分提供一個(gè)最大偏轉(zhuǎn)角度θM的控制部分57，如圖16所示。
此外，考慮到活動(dòng)件31的轉(zhuǎn)動(dòng)部位33，θM被限定在銳角范圍內(nèi)。圖13所示的例子中θM＝28°，θE＝14°，它達(dá)到了與上面描述的同樣的效果。
如上面描述的每個(gè)實(shí)施例所示，通過(guò)設(shè)置與噴出口相通的流道頂部的高度在活動(dòng)件的自由端側(cè)比在轉(zhuǎn)動(dòng)部位側(cè)高，自由端就可平穩(wěn)地偏轉(zhuǎn)。
上面所述的實(shí)施例1到3中每個(gè)實(shí)施例有如圖9A到9C所示的液泡產(chǎn)生流道形狀，在該流道中，朝呈平行排列的多個(gè)液泡產(chǎn)生流道排列方向變窄的頸部部分19置于靠近第二液流通道的上游端和下游端，但是它們可以位于靠近熱產(chǎn)生元件2鄰近區(qū)域的上游端和下游端。
熱產(chǎn)生元件2是一個(gè)外形為40×105μm的電熱轉(zhuǎn)換器，活動(dòng)件31是這樣放置的，即，蓋住前述的配備有熱產(chǎn)生元件2的腔室。熱產(chǎn)生元件2或活動(dòng)件31的尺寸、形狀和位置不局限于這些，但是形狀和位置可以確定在這樣的范圍內(nèi)，即，隨液泡產(chǎn)生的壓力可被有效地用作噴射壓力。熱產(chǎn)生元件可以是當(dāng)激光照射時(shí)產(chǎn)生熱的元件，以及電熱轉(zhuǎn)換器。(其它實(shí)施例)前面描述了按本發(fā)明的液體噴射頭和液體噴射方法的主要部分的實(shí)施例。優(yōu)先適用于這些實(shí)施例的進(jìn)一步的具體例子將參考圖作出解釋。雖然下面的例子將用如前所述的單通道型的實(shí)施例或雙通道型的實(shí)施例作出解釋，但應(yīng)注意它們可以適用于這兩種實(shí)施例，除非有另外的描述。(活動(dòng)件和隔墻)圖15A、15B、15C是表示活動(dòng)件31其它形狀的平面圖，其中標(biāo)記號(hào)35代表在隔墻中形成的縫，這個(gè)縫形成活動(dòng)件31。圖15A表示一個(gè)長(zhǎng)方形，圖15B是便于活動(dòng)件在操作在轉(zhuǎn)動(dòng)部位側(cè)變窄的形狀，圖15C是為了延長(zhǎng)活動(dòng)件壽命在轉(zhuǎn)動(dòng)部位側(cè)加寬的形狀?；顒?dòng)件的形狀可以是易于操作、使用壽命長(zhǎng)的任何形狀。
在前述的實(shí)施例中，板活動(dòng)件31和具有這一活動(dòng)件的隔墻30是由厚度為5μm的鎳制成的，但不是必須限于此，活動(dòng)件和隔墻的材料可以從那些對(duì)液泡產(chǎn)生液體和噴射液體抗溶解的、具有保證活動(dòng)件良好操作的彈性、允許有很好的裂縫的材料中選擇。
活動(dòng)件的材料的優(yōu)選例子包括耐久性材料，如象銀、鎳、金、鐵、鈦、鋁、鉑、鉭、不銹鋼或者磷青銅，它們的合金、樹(shù)脂材料，例如，象丙烯腈、丁二烯或苯乙烯具有硝?；牟牧希切┫缶埘０芬粯佑絮０坊牟牧?，那些象聚碳酸酯一樣有羧基的材料、那些象聚醛樹(shù)脂一樣有醛基的材料、那些象聚砜一樣有砜基的材料、那些象液晶聚合物的材料，和它們的化合混合物；以及耐墨性材料，例如，象金、鎢、鉭、鎳、不銹鋼、鈦、它們的合金一樣的金屬，涂有這些金屬的材料。象聚酰胺一樣有酰胺基的樹(shù)脂材料，象聚醛樹(shù)脂一樣有醛基的樹(shù)脂材料，象聚醚酮醚(polyetheretherketone)一樣具有酮基的樹(shù)脂材料，象聚酰亞胺一樣有亞胺基的樹(shù)脂材料，象酚醛樹(shù)脂一樣有羥基的樹(shù)脂材料，象聚乙烯一樣有乙基的樹(shù)脂材料、象聚丙烯一樣含烷基的樹(shù)脂材料，象環(huán)氧樹(shù)脂一樣含環(huán)氧基的樹(shù)脂材料，象三聚氰胺一樣含酰胺基的樹(shù)脂材料，象二甲苯樹(shù)脂一樣有羥甲基的樹(shù)脂材料，它們的化學(xué)混合物，象二氧化硅一樣的陶瓷材料，它們的化學(xué)混合物。隔墻材料的優(yōu)選例子包括有高熱阻、高抗溶解性和良好的可塑性，具有現(xiàn)代工程塑料特征的樹(shù)脂材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯對(duì)酞酸鹽，三聚氰胺、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丁二烯、聚醚酮醚((polyeteretherketone)聚醚砜、polyallylate、聚酰亞胺、聚砜、液晶聚合物(LCPS)、它們的化學(xué)混和物、二氧化硅、氮化硅、象鎳、金或不銹鋼一樣的金屬、它們的合金，它們的化學(xué)混合物，或涂有鈦或金的材料。
隔墻的厚度可以根據(jù)從這樣觀點(diǎn)出發(fā)的材料和形狀而確定，即，達(dá)到如隔墻的強(qiáng)度、如活動(dòng)件的良好的操作，它們的理想的范圍是大約在0.5μm到10μm間。
形成活動(dòng)件31的縫35的寬度在本實(shí)施例中被限定為2μm。在這種情況下，即，液泡產(chǎn)生液體與噴射液體是相互不同的液體、在兩種液體間防止混合物的情況下，縫的寬度可被限定成一個(gè)在兩種液體間形成彎液面的空隙以便防止兩種液體間的混和。例如，當(dāng)液泡產(chǎn)生液體是粘性為約2cp(厘泊)的液體而噴射液體是粘性為100或更多厘泊的液體時(shí)，縫的寬度約為5μm就可足以防止液體間的混和，但理想的縫是3μm或更窄。
在本發(fā)明中，活動(dòng)件的厚度設(shè)計(jì)為μm數(shù)量級(jí)(tμm)而不是cm數(shù)量級(jí)。對(duì)于μm數(shù)量級(jí)厚度的活動(dòng)件，當(dāng)縫的寬度達(dá)到微米數(shù)量級(jí)時(shí)(Wμm)，最好考慮一定的摩擦振動(dòng)。
在本實(shí)施例中這種幾微米數(shù)量級(jí)的縫較好地保證完成“基本密封狀態(tài)”。
在如上所述的按功能分成液泡產(chǎn)生液體和噴射液體的情況下，活動(dòng)件基本上是一個(gè)隔離它們的隔離件。當(dāng)這個(gè)活動(dòng)件隨液泡的產(chǎn)生活動(dòng)時(shí)，少量的液泡產(chǎn)生液混合到噴射液中。在噴墨記錄的情況下，考慮到形成圖象的噴射液體通常是一種含顏色材料的濃度為3％到5％的液體，在噴射液體的液滴中，即使包含20％或小于20％的液泡產(chǎn)生液體，也不會(huì)有大的濃度變化。所以，只要在噴射液體的液滴中，混和液中液泡產(chǎn)生液體限制在20％之內(nèi)，本發(fā)明應(yīng)包括液泡產(chǎn)生液體和噴射液體的混和液。
在實(shí)施上述結(jié)構(gòu)實(shí)施例時(shí)，即使考慮粘性的變化，混和液中液泡產(chǎn)生液體最多為15％，當(dāng)液泡產(chǎn)生液體粘度為5或小于5厘泊時(shí)，即使考慮驅(qū)動(dòng)頻率混和液中液泡產(chǎn)生液體的比例最高為約10％。特別地，當(dāng)噴射液體的粘度小于20cp時(shí)，液體中的混和量會(huì)降得更低(例如，降至5％或更少)。(基層)
下面解釋其上安裝有用來(lái)將熱量供應(yīng)給液體的熱產(chǎn)生元件的基層的形狀。
圖17A和17B是按本發(fā)明的液體噴頭的長(zhǎng)度方向的剖視圖，其中圖17A表示如下詳細(xì)描述的帶保護(hù)薄膜的噴頭，圖17B是沒(méi)有保護(hù)薄膜的噴頭。
在基層1上提供有第二液流通道16，隔墻30，第一液流通道14，和帶凹槽的用來(lái)形成第一液流通道的帶凹槽件50。
基層1有一定圖形形狀的鋁接線電極(0.2-1.0μm厚)(0.2-1.0μm厚)和有一定圖形形狀的硼化鉿(HfB2)、氮化鉭(TaN)、鋁化鉭(TaAl)或類似物電阻層105(0.01-0.2μm厚)，所說(shuō)的這種電阻層構(gòu)成了在硅底板107或類似物上形成的用來(lái)電絕緣和熱積累的氧化硅薄膜或氮化硅薄膜106上的熱產(chǎn)生元件，如圖8所示。當(dāng)通過(guò)兩個(gè)接線電極104將電壓加在電阻層105上以便讓電流在電阻層上流過(guò)時(shí)，電阻層產(chǎn)生熱。0.1-0.2μm厚的SiO2、SiN或類似物保護(hù)層在接線電極之間的電阻層上提供，此外，防氣蝕鉭或類似物層(0.1-0.6μm厚)在其上形成用來(lái)保護(hù)阻層105免受到象墨一樣的各種液體的浸蝕。
尤其是，隨著液泡的產(chǎn)生和消失產(chǎn)生的壓力和振動(dòng)波是很強(qiáng)的以至于硬而相對(duì)脆的氧化物薄膜的耐久性大大損壞。因而，象鉭(Ta)或類似物的金屬材料被用作抗氣蝕層材料。
上面所述的保護(hù)層按照液體的混合，液體流道結(jié)構(gòu)和電阻材料的情況可被省略，如圖17B所示的例子。例如不需要保護(hù)層的阻層材料可以是銥-鉭-鋁(Ir-Ta-Al)合金或類似物。
這樣，在前面的每一實(shí)施例中的熱產(chǎn)生元件的結(jié)構(gòu)可以在所述的電極之間僅包括電阻層(熱產(chǎn)生部分)，或者可以包括用來(lái)保護(hù)阻層的保護(hù)層。
在這個(gè)實(shí)施例中，熱產(chǎn)生元件有一個(gè)含有根據(jù)電信號(hào)產(chǎn)生熱的阻層的熱產(chǎn)生部分。不是必須僅僅限于此，在液泡產(chǎn)生液體中，如果它能產(chǎn)生是以噴射噴射液的液泡，任何裝置都可以。例如，熱產(chǎn)生部分可以是光熱轉(zhuǎn)換器，當(dāng)接收象激光一樣的光時(shí)它可產(chǎn)生熱，或是當(dāng)接收高頻波時(shí)，含有產(chǎn)生熱的熱產(chǎn)生部分的熱產(chǎn)生元件。
除包括構(gòu)成熱產(chǎn)生元件的阻層105和用來(lái)將電信號(hào)供應(yīng)給阻層的拉線電極104的電熱傳送器外，象晶體管、二極管、寄存器、移位寄存器、等用來(lái)有選擇地驅(qū)動(dòng)電熱傳送器的功能元件還可以通過(guò)半導(dǎo)體制造過(guò)程整體制在前述的基層1上。
為了驅(qū)動(dòng)在前述的基層1上電熱轉(zhuǎn)換器的熱產(chǎn)生部分以便噴射液體，如圖18所示的矩形脈沖通過(guò)接線電極104加在前述的阻層105上用來(lái)快速加熱接線電極間的阻層105。對(duì)于前面實(shí)施例中的噴頭，24V、7微秒寬脈沖、150mA電流、6KHz頻率的電信號(hào)加在每個(gè)噴頭上用來(lái)驅(qū)動(dòng)熱產(chǎn)生元件，借此，根據(jù)前面描述的操作，液體墨通過(guò)噴出口噴射。可是，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的情況不僅限于上面這些，如果它能在液泡產(chǎn)生液體中適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生液泡，任何驅(qū)動(dòng)信號(hào)均可被采用。(噴射液體和液泡產(chǎn)生液體)由于本發(fā)明采用了有如前面實(shí)施例討論的如上所述的活動(dòng)件的結(jié)構(gòu)，按本發(fā)明的液體噴頭可以以比傳統(tǒng)液體噴頭更高的噴射能量、噴射效率、和更高的速度噴射液體。在本實(shí)施例中使用的液泡產(chǎn)生液體和噴射液體是同種液體的情況下，液體可以從各種液體中選擇，只要這些液體不大可能被由熱產(chǎn)生元件所施加的熱破壞、不大可能隨著施加熱在熱產(chǎn)生元件上形成沉積、它能夠隨著施加熱承受氣化和冷凝間的相反的狀態(tài)變化，它不大可能破壞液流道、活動(dòng)件、隔墻等就行。
在這些液體中，用于記錄的液體(記錄液)可以是傳統(tǒng)液泡噴射裝置中使用的墨液之一。
當(dāng)本發(fā)明中的二個(gè)液流通道型結(jié)構(gòu)在噴射液和液泡產(chǎn)生液中使用不同的液體時(shí)，液泡產(chǎn)生液可以是具有上述性能的液體；特別地，它可以從下述列舉物中挑選甲醇、乙醇、n-丙醇、異丙醇、己烷、庚烷、n-辛烷、甲苯、二甲苯、甲撐二氯化物、三氯乙烯、氟氯烷TF、氟氯烷BF、乙烷基乙醚、二噁烷、環(huán)己烷、甲烷基醋酸鹽、乙烷基醋酸鹽、丙酮、甲烷基乙烷基甲酮、水和它們的混和物。
噴射液體可以從沒(méi)有液泡產(chǎn)生性能和熱性能的各種液體中選擇。進(jìn)一步，噴射液體可以從具有低的液泡產(chǎn)生性能、由傳統(tǒng)頭噴射時(shí)困難的液體、加熱時(shí)能變質(zhì)或破壞的液體、高粘度的液體中選擇。
可是，由于噴射液體本身或者由于它與液泡產(chǎn)生液體的反應(yīng)，噴射液體最好是不阻礙液體的噴射、液泡的產(chǎn)生、活動(dòng)件的操作等等的液體。
例如，高粘度墨可被用作記錄時(shí)的噴射液體。其它能應(yīng)用的噴射液體包括抗熱弱的液體，如藥物產(chǎn)品和香水。
在本發(fā)明中，使用下列成分的墨液作為可用作噴射液和液泡產(chǎn)生液的記錄液進(jìn)行記錄。由于通過(guò)增加噴射能量增加了墨的噴射速度，液滴的發(fā)射準(zhǔn)確性得到改進(jìn)，這就能得到很好的記錄圖象。著色墨成分(粘度為2cp)(C.I.hood墨2)染料 3wt％二甘醇 10wt％硫代 5wt％乙醇 5wt％水 77wt％此外，用下述成分的液體的組合物作為液泡產(chǎn)生液體和噴射液體也能進(jìn)行記錄。結(jié)果，本發(fā)明中的噴頭不僅能很好地噴射粘度為十幾cp的液體，該種液體由傳統(tǒng)的噴頭不能噴射，甚至也能很好地噴射150cp高粘度的液體，這樣就達(dá)到了高質(zhì)量記錄目的。液泡產(chǎn)生液體1的成分乙醇 40wt％水 60wt％液泡產(chǎn)生液體2的成分水 100wt％液泡產(chǎn)生液體3的成分異丙基乙醇 10wt％水 90wt％噴射液1的顏料墨的成分(粘度大約為15cp)碳黑 5wt％苯乙烯-丙烯酸酸-乙烷基丙烯酸鹽共聚物 1wt％(酸值140，平均重量克分子重量8000)單乙醇胺 0.25wt％甘油 69wt％硫代 5wt％乙醇 3wt％水 16.75wt％噴射液體2的成分(粘度55cp)聚乙烯甘醇200100wt％噴射液體3的成分(粘度150cp)聚乙烯甘醇600100wt％順便說(shuō)，對(duì)于如上所述的傳統(tǒng)上認(rèn)為不容易噴射的液體，由于在噴射方向上低的噴射速度和振動(dòng)的增加和引起不穩(wěn)定噴射量的不穩(wěn)定噴射液滴在記錄紙張上的發(fā)射準(zhǔn)確性是低的，這就難于得到高質(zhì)量的圖象。相對(duì)于此，上面實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)使用液泡產(chǎn)生液體時(shí)能達(dá)到滿意和穩(wěn)定的液泡的產(chǎn)生。這就導(dǎo)致了液滴發(fā)射準(zhǔn)確性的提高和墨噴射量的穩(wěn)定，從而大大提高了記錄圖象的質(zhì)量。(雙流道型頭的結(jié)構(gòu))圖19和圖20分別是剖視圖和分解透視圖，相應(yīng)地表示本發(fā)明的液體噴頭中的雙流道型頭的整體結(jié)構(gòu)。
前述的基層1安裝在鋁或類似物底座70上。在基層上提供有第二液流通道16的壁16a和第二普通液室17的壁17a，在其上安裝有有活動(dòng)件31的隔墻30。在這一隔墻30上提供有一個(gè)含有構(gòu)成第一液流通道14、第一普通液室15、給第一普通液室15供應(yīng)第一液體的供應(yīng)通道20，給第二普通液室17供應(yīng)第二液體的供應(yīng)通道21的帶有許多槽的帶槽件50。雙流道型液體噴頭就建在這種結(jié)構(gòu)中。(液體噴頭盒)下面是按本發(fā)明的裝有液體噴頭的一個(gè)液體噴頭盒的圖解示意解釋。
圖21是如上所述的裝有液體噴頭的液體噴頭盒的分解的透視示意圖。液體噴頭盒大體上主要包括一個(gè)液體噴頭部分200和一個(gè)液體容器90。
液體噴頭部分200包括一個(gè)基層1、隔墻30，帶槽件50、壓緊器棒簧板60、液體供應(yīng)件80和底座70?；鶎?上提供有許多用來(lái)給液泡產(chǎn)生液體供熱的排列的熱產(chǎn)生電阻器，如前面所述的那樣。此外，還提供有許多用來(lái)有選擇地驅(qū)動(dòng)熱產(chǎn)生電阻器的功能元件。液泡產(chǎn)生液體通道在基層1和帶有活動(dòng)墻的前述的隔墻30間形成，因而允許液泡產(chǎn)生液體在其內(nèi)流動(dòng)。這一隔墻30和帶槽件50相接合形成了噴射流道(未示出)通過(guò)該流道噴射液被噴射流動(dòng)。
壓緊器棒簧板60是一個(gè)這樣的件，即，它的作用是在帶槽件50上向著基層1施加一個(gè)推進(jìn)力，這個(gè)推進(jìn)力適當(dāng)?shù)厥瓜旅嬖敿?xì)描述的基層1、隔墻30、帶槽件50、和支座70結(jié)合起來(lái)。
支座70用來(lái)支撐基層1等。安裝在支座70上的是與基層1相連向該處供應(yīng)電信號(hào)的電路板71，和連接在裝置側(cè)用來(lái)引起電信號(hào)和裝置側(cè)相聯(lián)系的接觸墊72。
液體容器90分別地裝有象墨一樣供應(yīng)給液體噴頭的噴射液和在其內(nèi)部產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生液。在液體容器90外有一個(gè)定位部分94，該定位部分94用來(lái)定位連接件使得液體噴頭與液體容器相連，和一個(gè)用來(lái)固定連接部分的固定軸95。噴射液從液體容器的噴射液供應(yīng)通道92供應(yīng)通過(guò)連接件的供應(yīng)通道進(jìn)入液體供應(yīng)件80的噴射液體供應(yīng)通道81，然后通過(guò)相應(yīng)件的噴射液體供應(yīng)通道84、61、20供應(yīng)到第一普通液室。液泡產(chǎn)生液類似地從液體容器的液體通道93供應(yīng)穿過(guò)連接件的供應(yīng)通道進(jìn)入液體供應(yīng)件80的液泡產(chǎn)生液體供應(yīng)通道82，然后通過(guò)相應(yīng)件的液泡產(chǎn)生液體供應(yīng)通道84、61、21進(jìn)入第二液室。
以上的液體噴頭盒是用允許液泡產(chǎn)生液體和噴射液體不同的液體供應(yīng)的供應(yīng)方式和液體容器做解釋的，但是，如果噴射液和液泡產(chǎn)生液是同一液體，沒(méi)有必要將液泡產(chǎn)生液體和噴射液的供應(yīng)通道和容器分開(kāi)。
當(dāng)兩種液體用盡后，這個(gè)液體容器可以重新充填液體。為此，液體容器最好是提供一個(gè)液體噴入口。液體噴頭與液體容器可以是組合安裝的或分開(kāi)安裝的。(液體噴射裝置)圖22表示如前所述的裝有液體噴頭的液體噴射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例將特別解釋使用墨作為噴射液的墨噴射記錄裝置。液體噴射裝置的滑架HC承載著一個(gè)噴頭盒，在該噴頭盒上可拆卸地安裝有盛有墨的液盒90和液體噴頭200，且滑架HC沿著象記錄紙張一樣的由記錄媒體傳送裝置傳送的記錄媒體150的寬度方向往復(fù)移動(dòng)。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)從未顯示出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)裝置供應(yīng)到滑架上的液體噴射裝置時(shí)，記錄液體隨著這個(gè)信號(hào)從液體噴頭噴到記錄媒體上。
本實(shí)施例中的液體噴射裝置有一個(gè)作為驅(qū)動(dòng)源用來(lái)驅(qū)動(dòng)記錄媒體傳送裝置和滑架的馬達(dá)111、和用來(lái)將能量從驅(qū)動(dòng)源傳送到滑架的齒輪112、113和滑架軸115。通過(guò)這里所用的這種記錄裝置及其液體噴射方法，把液體噴到各種記錄媒體時(shí)就可以得到高質(zhì)量圖象的記錄產(chǎn)品。
圖23是用來(lái)操作墨噴射裝置的整個(gè)裝置的方框圖，本發(fā)明的液體噴射方法和液體噴頭用于該墨噴射裝置中。
記錄裝置從主機(jī)300接收作為一個(gè)控制信號(hào)的打印信息。打印信息暫時(shí)地貯存在印刷裝置內(nèi)的輸入接口301，與此同時(shí)，它又轉(zhuǎn)換成在記錄裝置中可處理的數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)輸入到也作為頭驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)裝置的中央處理器302中。中央處理器302根據(jù)貯存在只讀存儲(chǔ)器303中的為了將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成印刷數(shù)據(jù)(圖象數(shù)據(jù))的控制程序，使用象隨機(jī)存取存儲(chǔ)器304一樣的外圍設(shè)備來(lái)處理這樣接收的數(shù)據(jù)。
為了將圖象數(shù)據(jù)記錄在記錄紙張上合適的位置，這個(gè)中央處理器302產(chǎn)生用來(lái)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)與圖象數(shù)據(jù)同步的記錄紙張和記錄頭的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。圖象數(shù)據(jù)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)頭驅(qū)動(dòng)器307和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器305各自傳送給頭和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)306，分別地，它們?cè)谙鄳?yīng)的控制時(shí)間內(nèi)被驅(qū)動(dòng)形成一個(gè)圖象。
適合于上述記錄裝置的用象墨一樣的液體記錄的記錄媒體的例子如下各種類型的紙；OHP紙張；用于加密盤(pán)的塑料，裝飾板或類似物；纖維；象鋁和銅一樣的金屬；象牛皮一樣的皮革材料，豬皮，合成革；象實(shí)心木材和膠合板一樣的木材，竹子材料，象瓷磚一樣的陶瓷材料；象泡沫材料一樣的三維結(jié)構(gòu)。
前述的記錄裝置包括一個(gè)在各種型號(hào)的紙和OHP紙張上記錄的印字裝置，一個(gè)在象加密盤(pán)一樣的塑性材料上記錄的塑性記錄裝置；一個(gè)在金屬板上記錄的金屬記錄裝置，一個(gè)在皮革材料上記錄的皮革記錄裝置，一個(gè)在木頭上記錄的木頭記錄裝置，一個(gè)在陶瓷材料上記錄的陶瓷記錄裝置，一個(gè)在象泡沫材料一樣的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上記錄的記錄裝置，一個(gè)在纖維制品上記錄的紡織品打印裝置，等等。
用于這些液體噴射裝置中的噴射液可以被適當(dāng)?shù)剡x擇為與所用的記錄媒體和記錄條件相匹配的液體。(記錄系統(tǒng))
下面解釋使用本發(fā)明中的液體噴頭作為記錄頭在記錄媒體上進(jìn)行打印的噴墨記錄系統(tǒng)的實(shí)施例。
圖24是解釋使用上面所述的本發(fā)明的液體噴頭201的噴墨記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中的液體噴頭是一個(gè)有多個(gè)以360dpi密度排列以便蓋住記錄媒體150整個(gè)可記錄范圍的噴出口的全線頭。該液體噴頭包括四個(gè)與黃(Y)、深紅色(M)、藍(lán)綠色(C)、和黑色四種顏色相適應(yīng)的噴頭裝置，它們相互平行地且沿X方向以予定的間距固定地被支承。
構(gòu)成驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)裝置的頭驅(qū)動(dòng)器307給這些頭裝置中的每一個(gè)供應(yīng)一個(gè)信號(hào)以便根據(jù)這個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)每個(gè)頭裝置。
Y、M、C和BK四種顏色的墨作為噴射液從相應(yīng)的墨容器204a-204d供應(yīng)到相關(guān)的頭中。參考標(biāo)記號(hào)204e代表裝有液泡產(chǎn)生液體的液泡產(chǎn)生液容器，從該容器中液泡產(chǎn)生液供應(yīng)到每個(gè)頭裝置中。
在每一頭下面配備有裝有由在其內(nèi)部由海棉或類似物構(gòu)成的墨吸收件的頭蓋203a、203b、203c或203d。在非記錄區(qū)間，頭蓋蓋住相應(yīng)頭的噴出口以便保護(hù)和保養(yǎng)頭裝置。
參考標(biāo)記號(hào)206表示構(gòu)成傳送裝置的傳送帶，該傳送裝置用來(lái)傳送從前述實(shí)施例中所描述的各種類型的媒體中選擇的記錄媒體。傳送帶206通過(guò)各種滾子被確定在預(yù)定的通道內(nèi)且由與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器305相連的驅(qū)動(dòng)滾驅(qū)動(dòng)。
本實(shí)施例中的噴墨記錄系統(tǒng)包括一個(gè)預(yù)處理裝置251和后置處理裝置252，它們相應(yīng)地放置在記錄媒體傳送通道的上游和下游，用來(lái)在記錄前和記錄后完成對(duì)記錄媒體的各種處理。
根據(jù)記錄中使用的記錄媒體和墨的型號(hào)預(yù)處理和后置處理可以包括不同的處理內(nèi)容。例如，當(dāng)記錄媒體是從金屬、塑料和陶瓷中選擇的一種時(shí)，預(yù)處理可以是暴露在紫外線和臭氧中激活它們的表面，因而增加墨的附著力。假如記錄媒體是象塑料一樣可能有靜電的記錄媒體，由于靜電的作用，塵粒容易吸附在它的表面，這些尖粒有時(shí)防礙了高質(zhì)量的記錄。在這種情況下，預(yù)處理可以是使用電離劑在記錄中消除靜電，因此從記錄媒體中去除塵粒。假如記錄媒體是纖維，預(yù)處理可以是把從含堿物質(zhì)、水溶性物質(zhì)、人造聚合物、水溶性金屬鹽、尿素和硫脲中選擇的材料應(yīng)用到纖維上的處理，以便防止污斑，增進(jìn)附著速度。預(yù)處理不是必須限于此，它們可以是任何的這樣的處理，例如能將記錄媒體的溫度調(diào)節(jié)到適合記錄的溫度的處理。
另一方面，后置處理可以是，例如，附著墨以后的記錄媒體的加熱處理，通過(guò)紫外線或類似物的照射促進(jìn)墨凝固的固定處理，清洗掉在預(yù)處理中加的處理劑并保持其不產(chǎn)生反應(yīng)的處理。
本實(shí)施例是用全線頭作為噴頭而進(jìn)行描述的，但不是必須限于這些，噴頭可以是當(dāng)沿記錄媒體的寬度方向運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行記錄的密集型頭，如前面所說(shuō)的那樣。(噴頭盒)下面解釋具有本發(fā)明噴墨頭的噴墨頭盒。圖25是表示這種噴墨頭盒的示意圖。這個(gè)噴墨頭盒由裝在容器501內(nèi)的具有一個(gè)用來(lái)噴墨的噴墨部分511的本發(fā)明的噴墨頭510、作為一個(gè)與該噴頭成一體或分開(kāi)的液體容器的墨容器520、和一個(gè)容納有液體的用來(lái)在墨容器內(nèi)充填墨的墨充填裝置530組成。
當(dāng)墨用盡后，墨填充裝置530中的噴射部分(皮下注射針或類似物)531的一部分插入到墨容器的氣孔521中，即與噴墨頭的連接部分中或者橫穿墨容器的壁的孔中，在墨填充裝置中的墨通過(guò)吸入部分填充到墨容器內(nèi)。
假如將本發(fā)明的墨噴頭和墨容器及墨充填裝置以這樣的方式裝在一個(gè)容器中，當(dāng)墨用盡后墨可以方便地很快充填在容器內(nèi)，可以很快地重新開(kāi)始記錄。雖然本發(fā)明的噴墨頭盒是作為一個(gè)包括墨充填裝置的噴墨頭來(lái)解釋的，但它可以是在裝在該容器510中充有墨的噴頭和墨容器相分離的沒(méi)有充墨裝置的結(jié)構(gòu)。
圖25僅表示用來(lái)給墨容器充墨的充墨裝置，但另一種噴頭盒也可以有在容器以及在墨容器中給液泡產(chǎn)生液體容器充液泡產(chǎn)生液體的液泡產(chǎn)生液體填充裝置。
當(dāng)從根本上控制住在液體流道中產(chǎn)生的液泡；活動(dòng)件隨著液泡的產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)到相對(duì)于這個(gè)角度，即連接活動(dòng)件上的轉(zhuǎn)動(dòng)部位與噴出口的中心軸與連接液流通道的噴出口的表面的交叉點(diǎn)之間的連線與活動(dòng)件備用位置的基準(zhǔn)面之間的夾角的角度，偏轉(zhuǎn)到最大值時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)鼐_確定最大的偏轉(zhuǎn)角度，本發(fā)明就可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步更加穩(wěn)定的液體噴射狀態(tài)。特別地，本發(fā)明解決了由于由用激光或類似物形成噴出口時(shí)制造偏差的因素所引起的噴頭間和噴口間的噴出口的外形的偏差引起的噴射狀態(tài)的偏差問(wèn)題，因而達(dá)到了很高的穩(wěn)定性。
除以上描述的效果外，按照本發(fā)明的液體噴射方法、噴頭、等等，依據(jù)使用活動(dòng)件的新型噴射原理，能夠達(dá)到產(chǎn)生的液泡和由此偏轉(zhuǎn)的活動(dòng)件的協(xié)合最佳的效果，以致于噴口附近的液體可被有效地噴射，因而與傳統(tǒng)的噴射方法，噴頭以及液泡噴射方法等相比提高了噴射效率。
應(yīng)用具有本發(fā)明特征的結(jié)構(gòu)，甚至經(jīng)過(guò)低溫或低溫度的長(zhǎng)時(shí)間的保存，都可以避免故障，或者即使出現(xiàn)噴射故障僅僅需要一個(gè)象初始噴射或抽吸恢復(fù)一樣的恢復(fù)過(guò)程，噴頭就能順利地立即返回到正常的工作條件。由于這些優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明可以減短恢復(fù)時(shí)間或減少由于恢復(fù)所需的液體的損失，這就能大大降低工作成本。
尤其是，提高了充填性能的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)提高了連續(xù)噴射響應(yīng)性、液泡穩(wěn)定生長(zhǎng)和液滴的穩(wěn)定性，因而基于高速液體噴射能夠?qū)崿F(xiàn)高速記錄或高質(zhì)量記錄。
在雙流道結(jié)構(gòu)的頭中，選擇噴射液的自由度增加了，因?yàn)樗玫囊号莓a(chǎn)生液體是一種可能產(chǎn)生液泡的液體或是不大可能在熱產(chǎn)生元件上形成沉積(焦化或者燒焦)的液體?？梢源_信，這種雙流道結(jié)構(gòu)的噴頭能夠很好地噴射即使是傳統(tǒng)的頭用傳統(tǒng)的液泡噴射方法難以噴射的液體，例如，不大可能產(chǎn)生液泡的高粘度液體、容易在熱產(chǎn)生元件上形成沉積的液體等等。
此外，可以相信雙流道結(jié)構(gòu)的噴頭甚至能夠噴射防熱性差的液體或類似物而不會(huì)對(duì)噴射液引起負(fù)作用。
當(dāng)本發(fā)明的液體噴頭作為一個(gè)用來(lái)記錄的液體噴射記錄頭時(shí)，可以得到進(jìn)一步高質(zhì)量的記錄。
提供有液體噴射裝置、記錄系統(tǒng)等的本發(fā)明，當(dāng)使用本發(fā)明的液體噴頭時(shí)，能進(jìn)一步提高液體噴射效率或類似情況。
通過(guò)使用本發(fā)明的噴頭盒，可以很方便地使用或重新使用噴頭。
權(quán)利要求
1.一種用于噴射一種液體的液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作所說(shuō)的最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
2.一種按照權(quán)利要求1所述的液體噴射方法，其特征在于，該活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角度θM不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口部分的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
3.一種按照權(quán)利要求1所述的液體噴射方法，其特征在于，該活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角度θM為2θE≤θM。
4.一種按照權(quán)利要求1，2和3中的任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴射方法，其特征在于，通過(guò)偏轉(zhuǎn)該活動(dòng)件，所說(shuō)的液泡在朝向該噴出口的方向上在下游比在上游膨脹得更大，以便噴射該液體。
5.一種液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射一種液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的第一液體流道，一個(gè)具有一個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域的第二液體流道，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在該液泡產(chǎn)生區(qū)域產(chǎn)生液泡，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞轉(zhuǎn)動(dòng)部位作該最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
6.一種按照權(quán)利要求5所述的液體噴射方法，其特征在于，該活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角度θM不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口部分的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
7.一種按照權(quán)利要求5所述的液體噴射方法，其特征在于，該活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角度θM為2θE≤θM。
8.一種按照權(quán)利要求5，6和7中任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴射方法，其特征在于，通過(guò)偏轉(zhuǎn)該活動(dòng)件，所說(shuō)的液泡在朝向該噴出口的方向在下游比在上游膨脹得更大，在所說(shuō)的方法中所用的噴頭噴射該液體。
9.一種用于噴射一種液體的液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中，滿足關(guān)系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作該最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是脫角。
10.一種液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射一種液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的第一液體流道，一個(gè)具有一個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域的第二液體流道，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在該液泡產(chǎn)生區(qū)域產(chǎn)生液泡，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中，滿足關(guān)系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°在該關(guān)系式中，θM該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作該最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
11.一種按照權(quán)利要求10的液體噴射方法，其特征在于，供給該第一液體流道的液體和供給該第二液體流道的液體是相同的液體。
12.一種按照權(quán)利要求10的液體噴射方法，其特征在于，供給該第一液體流道的液體和供給該第二液體流道的液體是不同的液體。
13.一種按照權(quán)利要求9，10，11和12中任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴射方法，其特征在于，該活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角度θM不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口部分的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
14.一種按照權(quán)利要求9，10，11和12中任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴射方法，其特征在于，該活動(dòng)件的最大偏轉(zhuǎn)角度θM為2θE≤θM。
15.一種按照權(quán)利要求9，10，11和12中任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴射方法，其特征在于，通過(guò)偏轉(zhuǎn)該活動(dòng)件，所說(shuō)的液泡在朝向該噴出口的方向上在下游比在上游膨脹得更大，以便噴射該液體。
16.一種用于噴射一種液體的液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中，滿足關(guān)系式θM≤2θE＋5°在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作該最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角，它不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口部分的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
17.一種用于噴射一種液體的液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的一個(gè)噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體，其中，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作該最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角，它不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口部份的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
18.一種按照權(quán)利要求1，5，9和10中任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴射方法，其特征在于，與該噴出口部分流體連通的該液體流道的頂部在該自由端上方的高度比在該轉(zhuǎn)動(dòng)部位上方的高度高。
19.一種按照權(quán)利要求1，5，9和10中任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴射方法，其特征在于，用于產(chǎn)生液泡的熱產(chǎn)生元件與該活動(dòng)件相對(duì)，在該活動(dòng)件和該熱產(chǎn)生元件之間的空間是該液泡產(chǎn)生區(qū)。
20.一種用于噴射一種液體的液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流通，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，當(dāng)在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便排放該液體時(shí)，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
21.一種液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射一種液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的第一液體流道，一個(gè)具有一個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域的第二液體流道，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，其中，當(dāng)在該液泡產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生液泡并在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體時(shí)，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE＋5°，在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
22.一種用于噴射一種液體的液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，其中，當(dāng)在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便排放該液體時(shí)，滿足關(guān)系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
23.一種液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射一種液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的第一液體流道，一個(gè)具有一個(gè)液泡產(chǎn)生區(qū)域的第二液體流道，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，其中，當(dāng)在該液泡產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生液泡并在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體時(shí)，滿足關(guān)系式2θE－7°≤θM≤2θE＋7°，在該關(guān)系中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角。
24.一種用于噴射一種液體的液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分流體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，其中，當(dāng)在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便排放該液體時(shí)，滿足關(guān)系式θM≤2θE＋5°在該關(guān)系中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角，它不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口部分的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
25.一種用于噴射一種液體的液體噴頭，包括一個(gè)具有一個(gè)用于噴射該液體的噴出口的噴出口部分，一個(gè)與該噴出口部分液體連通的液體流道，一個(gè)用于在該液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域，及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，其中，當(dāng)在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便排放液體時(shí)，滿足關(guān)系式2θE－5°≤θM≤2θE在該關(guān)系式中，θM是該活動(dòng)件相對(duì)該基準(zhǔn)面繞該轉(zhuǎn)動(dòng)部位作最大偏轉(zhuǎn)所夾的角度，θE是將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和該噴出口的中心軸線與該噴出口部分和該液體流道相連的連接面的交點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度，且θM是銳角，它不小于將該轉(zhuǎn)動(dòng)部位和噴出口部分的該連接面的頂點(diǎn)相連的軸線相對(duì)該基準(zhǔn)面所夾的角度。
26.一種按照權(quán)利要求20，21，22，23，24和25中任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴頭，其特征在于，與該噴出口部分流體連通的該液體流道的頂部在該自由端上方的高度比在該轉(zhuǎn)動(dòng)部位上方的高度高。
27.一種按照權(quán)利要求20，21，22，23，24和25中任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴頭，其特征在于，熱產(chǎn)生元件與該活動(dòng)件相對(duì)，在該活動(dòng)件和該熱產(chǎn)生元件之間的空間是該液泡產(chǎn)生區(qū)。
28.一種用于通過(guò)產(chǎn)生液泡來(lái)噴射一種液體的液體噴射裝置，包括權(quán)利要求20，21，22，23，24和25中任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴頭，和用于供給從該液體噴頭噴射該液體的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給裝置。
29.一種用于通過(guò)產(chǎn)生液泡來(lái)噴射一種液體的液體噴射裝置，包括權(quán)利要求20，21，22，23，24和25中任一個(gè)權(quán)利要求所述的液體噴頭，和用于輸送接受從該液體噴頭噴射的液體的記錄媒體的記錄媒體輸送裝置。
全文摘要
一種液體噴射方法，包括利用一個(gè)液體噴頭，該液體噴頭具有噴射液體的噴出口部分、與該噴出口部分流體連通的液體流道、用于在液體中產(chǎn)生液泡的液泡產(chǎn)生區(qū)域及一個(gè)活動(dòng)件，該活動(dòng)件朝著該液泡產(chǎn)生區(qū)域，且具有比其轉(zhuǎn)動(dòng)部位更靠近該噴出口部分的自由端，在產(chǎn)生的液泡的壓力的作用下將該活動(dòng)件從基準(zhǔn)面的位置轉(zhuǎn)到最大偏轉(zhuǎn)位置，以便噴射該液體。其中，滿足關(guān)系式2θ
文檔編號(hào)B41J2/055GK1145304SQ96108458
公開(kāi)日1997年3月19日 申請(qǐng)日期1996年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月26日
發(fā)明者岡崎錳史, 木村牧子, 野俊雄, 吉平文, 工藤清光, 中田佳惠 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社