喷液头、喷液装置和喷液方法

专利名称：喷液头、喷液装置和喷液方法
技术领域：
本发明涉及一种喷液头，用以通过将热能加给液体利用产生气泡喷射所需液体；涉及一种采用所述喷液头的喷液头盒；一种采用所述喷液头的喷液装置；一种制作所述喷液头的方法；一种喷液方法；一种记录方法，以及采用所述喷液方法给出的印刷品。本发明还涉及一喷墨头组件，它包括所述喷液头；还涉及一种给所述喷液头灌注液体的方法。
具体地说，本发明涉及一种具有通过产生气泡而可动部件的喷液头；还涉及一种采用所述喷液头的喷液头盒，以及采用喷液头的喷液装置。本发明还涉及一种利用产生气泡通过移动可动部件喷射液体的喷液方法和记录方法。
本发明可用于诸如打印机、复印机、带通讯系统的传真机、带打印部分等的字词处理机以及与各种记录装置或处理装置结合在一起的工业记录装置等设备；其中，所说的记录对诸如纸、丝状物、纤维、纺织品、皮革、金属、塑性树脂材料、玻璃、木材、陶瓷等等材料均为有效。
本说明书中，“记录”不仅意味着形成文字、图形等具有特定含义的图样，而且还包括形成并不具有特定含义之图案的图样。
所谓气泡喷墨型喷墨记录法是公知的，其中，通过将比如热能加给墨水引起导致瞬时(气泡发生)量变化的瞬时状态改变，以便借助这种状态改变所引起的力通过喷射出口喷出墨水，以此将墨水喷到记录材料上并附着在该记录材料上，形成图样。恰如美国专利US4,723,129所公开者，一种采用气泡喷墨记录法的记录装置包括喷射墨水的喷口，与所述喷口保持液流联系的墨水流道，以及布置在所述墨水流道中作为能量发生装置的电热转换器。
采用这种记录方法的优点在于，可以高速、低干扰地记录高质量的图样，并且可高密度地布置多个这样的喷口，从而可给出具有高分辨率的小型记录设备，并能很容易地制成彩色图样。因此，这种气泡喷墨记录法目前被广泛地用于打印机、复印机、传真机或其它办公设备，以及诸如印染装置等工业系统中。
随着气泡喷墨技术各种广泛需要的增长，近来，各种要求被加于其上。
例如，要求能量利用效率方面的改进。为满足这一要求，对于像保护膜厚度调整之类的发热元件最佳选定进行了研究。使对液体发生之热量的传送效率得到改善，将使本法更为有效。
为了得到高质量的图样，已经提出多种驱动条件，用以提高墨水的喷射速度，和/或使气泡的发生稳定，以达到更好的喷墨。作为另一个例子，从提高记录速度的观点出发，提出改善流道形状，以提高液体充入(再充入)液流通路的速度。
日本专利申请特开昭-63-199972提出多种流道结构。
从回波朝向液槽的观点出发，它提出液流通路结构的制作方法。将这种回波看作为能量损失，因为它不对液体的喷射作出贡献。它提出阀门10用于液体的正常流动方向布置在发热元件2的上游，并位于所述通路的底部。它取一内部位置，并在其中沿底部伸展。当气泡发生时，它取向下伸展的位置，从而由阀门10遏止部分回波。当该阀门沿通路3引导时，这种回波的遏制就不特别明显了。这种回波对液体的喷射并无直接贡献。当通路中存在回波时，直接喷射液体的压力早已使得液体可以从通路喷射了。
另一方面，在气泡喷墨记录法中，加热是由与墨水接触的发热元件不断进行的，因此，由于墨水的kogation，发热元件的表面会沉积一种烧过的物质。不过，这种沉积的量可在很大程度上取决于墨水的材料。一旦发生这种情况，就会使喷墨变得不稳定。另外，即使待喷射的液体是一种易于因受热而变坏的，或者即使液体是一种不能产生足够气泡的，为了以较好的程度喷射，仍需要性质不改变的液体。
日本专利申请特开昭-61-69467、日本专利申请特开昭-55-81172、以及美国专利US 4,480,259都公开了把不同的液体用为通过加热产生气泡的液体(气泡产生液体)和用为待喷射的液体(喷射液体)。在这些公开文件中，作为喷射液体和气泡产生液体的墨水是为一硅橡胶等的柔韧膜所完全分开的，以防止喷射液体与发热元件直接接触，另一方面，通过该柔韧膜的变形将气泡产生液体的气泡发生所产生的压力传送给喷射液体。利用这样的结构，实现了防止发热元件表面上的物质沉积并增大喷射液体的选择范围。
然而，采用这种使喷射液体与气泡产生液体完全分开的结构，将气泡产生引起的压力通过所述柔韧膜的胀缩变形传送给喷射液体，因而，该压力会在很大程度上被该柔韧膜吸收。此外，所述柔韧膜的变形不会很大，所以，即使通过在喷射液体与气泡产生液体之间的预防措施给出一定的效果，也会使能量利用率以及喷射的力量变坏。
因此，本发明的主要目的在于提供一种喷液方法，采用该方法，可以一种新方法控制所产生的气泡。
本发明的另一目的在于在喷射稳定性、喷射效率和/或喷射特性方面进一步改善所述新方法的规律。
本发明的又一目的在于提供一种喷液方法、喷液头等等，其中，使液体中发热元件上的热量积累被大大降低，还使发热元件上残留的气泡减少，同时改善喷射效率和喷射压力。
本发明的再一目的在于提供一种喷液头等，其中由于回波的作用，沿与供液方向相反的方向的惯性力受到抑制，同时，由于可动部件的闸板作用，使弯月面的回缩程度减小，以此使再充液的频率增加，从而能够高速打印。
本发明的再一目的在于提供一种喷液头等，其中发热元件上残留物质的沉积减少，可用液体的范围加宽，另外，喷射效率和喷射力都大大提高。
本发明的再一目的在于提供一种喷液方法、一种喷液头等，其中使得待喷液体的选择更多。
本发明的再一目的在于提供一种制作喷液头的方法，采用这种方法很容易制出喷液头。
本发明的再一目的在于提供一种喷液头、一种打印设备等，由于供送多种液体的液体引入通路由少量部件构成，所以这些设备很容易制造；一个附加的目的在于提供一种缩小了尺寸的喷液头和喷液装置。
本发明的再一目的在于采用上述喷射方法，给出一种良好的图样印刷品。
本发明的再一目的在于提供一套喷头组件，使得能够容易地重装喷液头。
本发明的一个方面提供一种喷液方法，它包括以下步骤提供一喷液出口；用于第一种液体提供与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；用于第二种液体提供与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；在所述第一液流通路与第二液流通路之间设置一具有可动部件的分隔壁；以及利用所述可动部件向第一液流通路的移动喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础的不少于10％(重量)第二种液体的混合物。
本发明的另一方面提供一种喷液头，它包括一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；其中利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础的不少于10％(重量)第二种液体的混合物。
本发明的再一方面提供一种喷液装置，它包括一个喷液头，所述喷液头有一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；其中利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础的不少于10％(重量)第二种液体的混合物。所述喷液装置还包括驱动信号供送机构，用以向所述喷液头供送驱动信号。
本发明的再一方面提供一种喷液装置，它包括一个喷液头，所述喷液头有一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；驱动信号供送机构，用以向所述喷液头供送驱动信号，以便利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础的不少于10％(重量)第二种液体的混合物。
本发明的再一方面提供一种喷液头盒，它包括一个喷液头，所述喷液头有一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；其中利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础的不少于10％(重量)第二种液体的混合物。所述喷液头盒还包括液体容器，用以容纳拟向所述喷液头供送的液体。
本发明的再一方面提供一种由记录头所喷液体给出的印刷品，所述记录头包括一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；其中利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础的不少于10％(重量)第二种液体的混合物。
本发明的再一方面提供一种喷液头组件，它包括一个记录头，所述记录头有一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；其中利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础的不少于10％(重量)第二种液体的混合物。所述喷液头组件还包括液体容器，用以容纳拟向所述喷液头供送的液体；还包括容纳所述液体的充填部分，用以向所述液体容器充填所述液体。
本发明的再一方面提供一种充液方法，它包括以下步骤准备记录头，所述记录头包括一喷液出口；用于第一种液体提供与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；用于第二种液体提供与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；在所述第一液流通路与第二液流通路之间设置一具有可动部件的分隔壁；其中利用所述可动部件向第一液流通路的移动通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础的不少于10％(重量)第二种液体的混合物；其中将所述液体充填到所述第一液流通路和第二液流通路。
本发明的另一个方面提供一种色调层次记录方法，它包括以下步骤提供一喷液出口；用于第一种液体提供与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；用于第二种液体提供与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；在所述第一液流通路与第二液流通路之间设置一具有可动部件的分隔壁；以及利用所述可动部件向第一液流通路的移动喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础的适量第二种液体的混合物；其中根据所要记录的色调等级控制所述的量。
本发明的一个方面提供一种色调记录装置，它包括一个喷液出口；关于第一种液体提供与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；在所述第一液流通路与第二液流通路之间设置一具有可动部件的分隔壁；其中利用所述可动部件向第一液流通路的移动喷射液体，所述液体是第一种液体与以适量第一种液体为基础的适量第二种液体的混合物；其中根据所要记录的色调等级控制所述的量。
以所述喷液方法和采用所述新喷射方法的喷液头，利用产生气泡及移动可动部件提供一种叠加效应，从而能使靠近所述喷液出口的液体被高效率地喷出，并使喷射效率得到改善。例如，在本发明的最理想类型中，使喷射效率提高到甚至为普通喷射效率的两倍。
在本发明的另一方面，即使在令记录头长期停留在低温或低湿条件下之后再开始打印操作，也可避免喷射故障；即使发生喷射故障，通过包括预喷射及抽吸矫正在内的小规模的矫正处理，可使正常的操作得以恢复。
在改善再充特性方面，在连续喷射的过程中，实现响应性、气泡的稳定生长以及液滴的稳定，从而使高速记录成为可能。
本说明书中，“上游”以及“下游”是根据从供液源通过气泡发生区(可动部件)到喷射出口的一般液流来规定的。
就气泡本身而言，“下游”被规定为朝向直接起喷射液滴作用的气泡喷射出口一侧。具体地说，这通常意味着自气泡中心相对一般液流方向的下游，或者自发热元件区域的中心相对于同样方向的下游。
本说明书中，“充分气密”一般意味着这样一种程度的封闭状态，当气泡生长时，在可动部件移动之前，气泡不会通过可动部件周围的缝隙(狭缝)逃逸。
本说明书中，“分隔壁”可指一个被插入的壁(它可包括所述可动部件)，用以使直接与所述喷射出口液体联系的区域与所述气泡产生区分开，具体地说，它意味着一个使包括所述气泡产生区的流路与直接与所述喷射出口液体联系的液流通路分开的壁，以防止各液流通路中的液体混合。
在考虑下面的连同各附图一起所得本发明优选实施例的描述时，将使本发明的这些目的和其它目的，特点及优点变得愈加清晰。


图1是本发明一种具体实施方式

喷液头实例的示意断面图；图2是本发明一种具体实施方式

喷液头的局部剖断透视图；图3是普通喷射头中压力从气泡传送的示意图；图4是本发明一种具体实施方式

喷射头中压力从气泡传送的示意图；图5是本发明一种具体实施方式

中液流的示意图6是本发明第六种具体实施方式

喷射头(2流路)的示意图；图7是本发明第六种具体实施方式

喷液头的局部剖断透视图；图8是可动部件动作过程的图示；图9是第二液流通路和可动部件结构的图示；图10是液流通路和可动部件结构的图示；图11是可动部件另一种结构的图示；图12是本发明一种具体实施方式

喷液头的纵断面图；图13是一种驱动脉冲形状的示意图；图14是本发明一种具体实施方式

中喷液头的供送通路的断面图；图15是本发明一种具体实施方式

喷液头的分解透视图；图16是本发明一种具体实施方式

中喷液头制作方法的工艺流程图；图17是本发明一种具体实施方式

喷液头制作方法的工艺流程图；图18是本发明一种具体实施方式

喷液头制作方法的工艺流程图；图19是一种喷液头座的分解透视图；图20是一种喷液装置的示意图示；图21是一种设备的方框图；图22是一种喷液记录设备的示意图；图23是一套喷射头组件的示意图；图24是一种具有多个液流的喷液头局部透视图；图25表示一种喷液头座；
图26表示一种实线型喷液头座；图27表示着色剂密度与OD(光学浓度)等级间的关系；图28表示喷射液体含量与OD(光学浓度)等级间的关系。实施例1以下参照附图描述本发明的具体实施例。
在本实施例中，将就通过控制为喷射液体所生气泡引起之压力的传送方向和控制气泡的生长方向，在喷射力和/或喷射效率方面的改善进行描述。图1是沿本实施例液流路径所取喷液头的示意断面图；图4是所述喷液头的局部剖断透视图。
本实施例的喷液头包括发热元件2(本实施例中为一40μm×105μm的发热电阻)，作为产生喷射能量的元件，将热能供送给待喷液体；包括元件衬底1，所述发热元件2就设于其上；还包括与发热元件2对应地形成于所述元件衬底上方的液流通路10。所述液流通路10与公用液槽13以液体相联系，所述公用液槽13给多条这样的液流通路10供液，而多条液流通路10与多个喷射出口18液体地联系。
在液流通路10中所述元件衬底的上方，面对发热元件2设有呈悬臂状的诸如金属等弹性材料的可动部件或者可动片31。该可动部件之一端被固定于基础(支撑件)34上或者液流通路10的壁或元件衬底上的由光敏树脂材料图形结构给出的类似物上。以这种结构，所述可动部件受到支撑，同时构成一支轴(支轴部分)。
将可动部件31布置成使其在用于普通液流的上游侧有支轴(支轴部分为固定端)33，所述普通液流系因喷射动作引起的、自公用液槽13通过该可动部件朝向喷射出口18，而沿该支轴33的下游侧有自由端(自由端部分)32。使可动部件31面对发热元件2，有15μm近似值的间隙，就好像它盖住该发热元件2一样。发热元件与可动部件之间构成气泡发生区。这种类型的结构或者发热元件或可动部件的位置并不限于上面所描述的情形，而是一直到气泡的生长及压力的传送可受到控制止为可以改变的。为易于理解后面将描述之液流的目的，由可动部件31将液流通路10分成与喷射出口18直接联系之第一液流通路14和具有气泡发生区11及供液部分12之第二液流通路16。
由于引入发热元件2的热量发生，这种热量被加给可动部件31与发热元件2间之气泡发生区11中的液体，以此，通过有如美国专利US 4,723,129中所述的薄膜沸腾现象产生气泡。气泡及由于气泡的产生所引起的压力主要作用在可动部件上，从而可动部件31移动或者变位，以便绕支轴33朝着喷射出口一侧大大地开启，有如图1(b)和(c)或者图2所示者。由于可动部件31的移动或移动后的状态，由气泡的产生引起之压力的传送以及气泡自身的生长均指向所述喷射出口。
这里将描述本发明的一种基本喷射原则。本发明的重要原则之一是，使面对着气泡布置的可动部件根据气泡产生的压力或气泡本身自第一位置移向被变位的第二位置，而且这种移动可动部件31或者它被移动的效果在于使得由于气泡的产生和/或气泡本身的生长产生的压力指向喷射出口18方向(下游侧)。
通过不用可动部件之普通液流通路结构(图3)与本发明(图4)的比较，将得到愈为详细的描述。这里，以VA指示压力朝喷射出口传送的方向，而以VB指示压力朝上游传送的方向。
在图3所示的普通喷液头中，没有任何结构部件起调节气泡40的产生所引起之压力的传送方向的作用。因此，压力传送方向是与气泡表面正交的，如V1-V8所示，并因此广泛地指向液流通路。这些方向中间，那些从气泡较为靠近喷射出口半部的压力传送方向(V1-V4)具有沿VA向的压力分量，这对液体喷射是最为有效的。由于它对液体喷射效率、液体喷射压力以及喷射速度有直接贡献，所以这部分是重要的。此外，分量V1最靠近作为喷射方向的VA方向，因而是最有效的；V4具有相对较小的沿方向VA的分量。
另一方面，在图4所示的本发明情况中，可动部件31的作用在于指向下游(喷射出口侧)，气泡的压力传送方向V1-V4与朝向多种方向是不一样的，从而，使气泡40的压力传送得以聚集，以致气泡40的压力可直接地且有效地对喷射作出贡献。
气泡本身的生长方向与压力传送方向V1-V4类似地指向下游，而且沿下游侧比沿上游侧生长得更多。因此，可由可动部件控制气泡本身的生长方向，并因此使气泡的压力传送方向得到控制，致使喷射效率、喷射力以及喷射速度等得到根本改善。
再参照图1，将详细描述本实施例中喷液头的喷射动作过程。
图1(a)表示将诸如电能等能量加给发热元件2之前，因而也无热量产生的情况。应予说明的是，将可动部件31布置成至少面向由发热元件所发热量产生气泡的下游部分。换句话说，为了气泡的下游部分按可动部件动作，液流通路的结构是可动部件至少伸向发热元件范围中心3的下游部分(通过发热元件范围中心3的线下游并垂直于所述液流通路)。
图1(b)表示通过将电能加给发热元件2使其产生热量，并且气泡产生区11中充填的部分液体被如此产生的热量加热，致使通过薄膜沸腾产生气泡的情况。
这时，可动部件31由于气泡40发生所产生的压力自第一位置被移位至第二位置，从而将压力的传送导向喷射出口。应予说明的是，如上所述，可动部件31的自由端32位于下游侧(喷射出口一侧)，而支轴33位于上游侧(公用液槽一侧)，所以，至少部分可动部件面向气泡下游部分，即发热元件的下游部分。
图1(c)表示由气泡40的发生引起的压力使气泡40进一步生长，可动部件31进一步移位的情况。所产生的气泡向下游比向上游生长的更多，并且大大伸向超过可动部件的第一位置(虚线位置)。于是，可以理解，随着气泡40的生长，可动部件31渐渐移动，由此，气泡40的压力传送方向(按此方向体积很容易增长)，也即气泡的生长方向一律指向喷射出口，致使喷射效率提高。当可动部件导引气泡，并且气泡产生的压力指向喷射出口时，很难阻碍这种传送和生长，并且可以根据压力的程度，有效地控制压力的传送方向及气泡的生长方向。
图1(d)表示限于薄膜沸腾现象，通过减小气泡中的压力使气泡40收缩并消失的情况。
已被移至第二位置的可动部件31由其自身弹性提供的恢复力以及由于气泡收缩的负压回到图1(a)的起始位置(第一位置)。当气泡消失时，液体按VD1和VD2所示从公用液槽一侧，同时按VC所示从喷射出口一侧回流，以补偿气泡产生区11中气泡体积的减少并补偿被喷液体的量。
上文已就可动部件伴随气泡之产生的动作情况及液体的喷射过程作了描述，现在将就本发明之喷液头中的液体再充填进行描述。
以下将参照图1描述供液机构。
当气泡40在图1(c)其最大体积情况之后进入气泡破裂过程时，足以补偿破裂气泡体积的液体量从第一液流通路14的喷射出口18一侧及第二液流通路16的气泡产生区流入气泡产生区。
在无可动部件31之普通液流通路结构的情况中，自喷射出口侧至气泡破裂位置的液量，以及自公用液槽进入的液量被认为是可由比气泡产生区更靠近喷射出口部分的流阻和比较靠近公用液槽部分的流阻所造成的。
所以，当供液入口侧的流阻小于另一侧时，大量的液体就从喷射出口侧流入气泡破裂的位置，结果是弯月面大大回缩。随着喷射出口处流阻的降低，以便提高喷射效率，在因较长的再充填时间气泡破裂情况下，弯月面M的回缩增加，于是造成高速打印的困难。
按照本实施例，由于可动部件31的提供，在可动部件因气泡破裂回到起始位置的当时，弯月面的回缩停止，此后，待充的供液量W2由液流VD2通过第二流路16完成(W1是气泡体积W超过可动部件31第一位置上部一侧的体积，而W2是其中气泡产生区一侧的体积)。现有技术中，气泡体积W的一半体积是弯月面回缩的体积，但按照本实施例，只有大约二分之一(W1)是弯月面回缩的体积。
另外，供给体积W2液体不得不主要由第二液流通路的上游(VD2)利用气泡破裂时的压力沿可动部件31的发热元件一侧表面起作用，因而实现较为快速的再充填操作。
当普通喷液头中利用因气泡破裂的压力实现再充填时，弯月面的振动加大，结果图样的质量变劣；然而，按照本实施例，第一液流通路14中在喷射出口侧的液流，以及气泡产生区11的喷射出口侧的液流受到遏制，所以使弯月面的振动减小。
因此，按照本实施例，利用通过第二流路16的供液通路12对气泡产生区的加压再充填，并利用遏制弯月面的回缩和振动，实现高速再充填，从而得以实现喷射的稳定性和高速反复喷射；记录时若采用本实施例，就图样质量方面及记录速度方面的改善而言均可得以实现。
本实施例给出如下的显著功能。这就是对由气泡的产生引起的上游侧压力传送(回波)的遏制。源于发热元件2上产生气泡的公用液槽13一侧(上游)的压力几乎全部规纳为将液体压回上游侧(回波)的作用力。根据上游侧的压力、液体的最终运动及最终的惯性力，这种回波损害了液体再充入液流通路。在本实施例中，对于上游侧的这些作用受到可动部件31的遏制，以致使得再充特性进一步得到改善。
以下将对特殊的性质及优良的效果作进一步的描述。
本实施例的第二液流通路16具有供液通路12，它有一个基本上与发热元件2(此发热元件的表面并不很低)平齐的内壁。以这种结构，对发热元件2表面及气泡产生区11的供液，如VD2所示，在较为靠近气泡产生区11的位置沿着可动部件31的表面发生。因此，使液体在发热元件2的表面上的滞留受到抑制，以致使消散在液体中气体的析出受到抑制，而且使未消散的残留气泡被除去也非难事，另外，液体中的热量积累也不会太多。所以，可以快速地重复产生稳定的气泡。本实施例中，供液通路12有一基本为平坦的内壁，但这并非是限制，而且如果这种供液通路有一内壁，具有这样的从发热元件(其上存在液体的滞留)表面平滑伸展的结构，则它是令人满意的，同时在供液过程中明显地不会引起涡流。
可以像VD1所示那样，通过可动部件侧部的缝隙(狭缝35)发生将液体送入气泡产生区。为了在产生气泡时进一步有效地使压力指向喷射出口，可以如图1所示那样，采用覆盖整个气泡产生区的大的可动部件(覆盖发热元件表面)。这样，通过将这种可动部件恢复到第一位置，可使气泡产生区11与第一液流通路14靠近喷射出口区域之间的液体流阻增大，以便可使沿着VD1流到气泡产生区的液体受到抑制。然而，按照本实施例的喷液头结构，具有将液体有效地送到气泡产生区的液流，使液体的供送特性大大提高，因此，即使为改善喷射效率而使可动部件31覆盖气泡产生区11，也不会妨碍液体的供送特性。
可动部件31的自由端32与支轴33之间的位置关系是这样的，即自由端在支轴的下游位置，比如像图中的6所示那样。以这种结构，在产生气泡时，将压力传送的方向和气泡产生的方向导引至喷射出口一侧等的功能及效果可以有效地得到保证。另外，这种位置关系不仅对实现与喷射有关的功能或效果是有作用的，而且对于供送液体时，通过液流通路10降低流阻，从而能快速地再充填也是有作用的。当如图5所示那样喷射，回缩了b的弯月面M由表面张力回到喷射出口18时，或者当使液体的供送起作用，以补偿气泡的破裂时，自由端与支轴33的位置是这样的，即液流S1、S2和S3通过含有第一液流通路14和第二液流通路16的液流通路10不会受到妨碍。
具体地说，如此前所述，本实施例中可动部件31的自由端32是面对被发热元件2分隔成上游区与下游区(通过发热元件面积的中心(中心部分)并垂直于液流通路的长度方向)的区域之中心3的下游位置的。可动部件31接受压力和气泡，它们对液体在发热元件中心位置3下游侧的喷射作出很大的贡献，而且，它将该力导引至喷射出口，从而大大地改善喷射效率或者喷射的力。
有如此前所描述的那样，利用气泡的上游侧，给出进一步的优良效果。
此外，应考虑在本实施例的结构中，可动部件31自由端的瞬时机械运动对液体喷射的贡献。
图6是有关沿着本实施例喷液头流道的方向的断面示意图。
在本实施例的喷液头中，在元件衬底1上设有产生气泡的第二液流通路16，该衬底上设有发热元件2，供给热能，以便在液体中产生气泡，在此流路上方还形成喷射液体的第一液流通路14，与喷射出口直接联系。
第一液流通路的上游侧与将喷射液体送入多个第一液流通路之第一公用液槽15液体相联，而第二液流通路的上游侧与将产生气泡的液体送入多个第二液流通路之第二公用液槽液体相联。
在产生气泡的液体与喷射液体是同种液体的情况下，所述公用液槽的数目可为一。
第一与第二液流通路之间有一个诸如金属等弹性材料的分隔壁30，以使第一液流通路与第二液流通路被分隔开。
在所述发热元件的向上凸出的空间(图6中含有A和B(气泡产生区11)的喷射压力产生区)里，一部分分隔壁成为悬臂可动部件31，形成狭缝35，在公用液槽(15、17)一侧有支轴33，并在喷射出口一侧(与一般液流相关的下游)为自由端。可动部件31面对着表面，所以它在产生气泡的液体发生气泡时动作，朝第一液流通路的喷射出口开启(图中箭号的方向)。图7的示例中也布置有分隔壁30，在提供作为发热元件2之发热电阻部件及线电极5的元件衬底1上方有构成第二液流通路的空间，所述线电极给所述发热电阻部件提供电信号。
有关可动部件31的支轴33与自由端32以及发热元件之间的位置关系与前面的例子相同。
前面的例子中是就液体供送通路12与发热元件2的结构间的关系进行描述的，第二液流通路16与发热元件2间的关系与本实施例相同。
以下将参照图8描述本实施例喷液头的工作情况。
第一液流通路14中所用的喷射液体以及第二液流通路16中所用的发生气泡的液体是同样的水基墨汁。
利用发热元件2产生的热量，第二液流通路中气泡产生区的产生气泡的液体通过有如此前所述的薄膜沸腾现象产生气泡40。
本实施例中，除气泡产生区中上游侧外，气泡产生的压力并不沿三个方向被解除，致使因气泡的发生所产生的压力在喷射压力产生区中的可动部件31一侧上面被集中传送，以此，使可动部件31随着气泡的生长从图8(a)所示的位置像图8(b)所示那样朝第一液流通路侧移位。通过可动部件的这种动作，第一液流通路14和第二液流通路16彼此处于广泛的液体联系中，同时，由气泡的产生所引起的压力主要在第一液流通路中朝喷射出口(方向A)被传送。由于这样的压力传送及可动部件的机械移动，使液体通过所述喷射出口喷出。
此后，随着气泡的收缩，可动部件31回到图8(a)所示的位置，相应地，与喷射液体相应的液量被从第一液流通路14中的上游送进。本实施例中，液体供送的方向与可动部件的闭路一致，就像前面的实施例那样，液体的再充不受可动部件的妨碍。
本实施例中，有关伴随可动壁的移位气泡产生压力的传送、气泡生长的方向、回波的防止等功能和作用都与第一实施例相同，但二流路结构在以下各点是优越的。
可使喷射液体与产生气泡的液体分隔开，并且喷射液体由气泡产生液体中产生的压力喷射。因此，可以喷射诸如聚乙烯乙二醇等高粘性的液体，这样的液体因受热而产生气泡以及喷射力都是不够的，也就不能以较好的程度被喷射出去，例如，将这种液体送入第一液流通路中，同时要将气泡产生程度较好的液体送入第二液流通路，以作为产生气泡的液体。产生气泡的液体之一实例为4-苯酚与水(46)的混合液(约1-2cp(化学纯))，这样作就可使喷射液体被正确地喷射。
另外，通过选择作为喷射液体的液体，对于它不会有诸如ko-gation类的沉积留在发热元件表面上，哪怕是在加热的情况下；使气泡的产生稳定，以确保合适的喷射。前面实施例中的上述效果在本实施例中也被给出，可以高喷射效率及高喷射压力喷射高粘性液体等。
此外，可喷射不耐热的液体，这时，将这样的液体送入第一液流通路中，作为喷射液体，同时将不易因受热而改变性质的液体以及产生气泡程度好的液体送入第二液流通路中，这样作就能没有热损耗地、以高喷射效率并以高喷射压力喷射液体。
前面就本发明实施例的喷液头及喷液方法的主要部分进行了描述。
图9是沿本实施例喷液头液流通路长度方向的断面图。在分隔壁30上将构成第一液流通路14(或图1中液流通路10)的各槽制成开槽部件50。本实施例中，在可动部件自由端32位置附近的液流隔板高度比较大，以便允许可动部件的较大工作角θ。可动部件的动作范围决定于液流通路结构、可动部件耐用性以及气泡产生能力等的考虑。这个角度范围的变动宽到足以包含喷射出口的位置角度是令人满意的。
如该图所示，使可动部件自由端的位移程度成为比喷射出口的直径高，以此可传递足够的喷射压力。如该图所示，可动部件的支轴33位置处液流通路隔板高度低于可动部件的自由端32位置处液流通路隔板的高度，致使可进一步有效地防止因可动部件的移动对上游侧放出压力波。
图10是上述可动部件31与第二处液流通路16间位置关系的图示，图10(a)是如上所见的分隔壁30的可动部件31位置的图示，而图10(b)是如上所见的不带分隔壁30的第二液流通路16的图示。图10(c)是可动部件6与第二液流通路16之间位置关系的示意图，其中各部件被重叠在一起。这些图中，底部是有喷射出口的正面。
本实施例的第二液流通路16用于从第二公用液槽一侧、沿第一液流通路经发热元件位置、可动部件位置到喷射出口的一般液流有一颈部19状的发热元件2上游，以便提供一个槽(气泡发生槽)，有效地遏止容易向上游侧放出因第二液流通路16中产生气泡所引起的压力。
如图10(c)所示，可动部件31的各侧面盖住构成第二液流通路各壁的相应部分，以免可动部件31落入第二液流通路。这样做进一步增强喷射液体与产生气泡的液体间的上述分隔。进而，可使气泡经所述狭缝的泄出受到遏止，从而进一步提高喷射压力和喷射效率。此外，可进一步增强上面所述的因气泡破裂的压力从上游侧再充填的作用。
在图8(b)和图9中，随着可动部件6移向第一液流通路14一侧，第二液流通路4的气泡产生区中产生的部分气泡伸入到第一液流通路14一侧。通过选择第二液流通路的高度，以容许气泡的这种膨胀，当与没有这种气泡膨胀的情况相比。使喷射力得到进一步的改善。
图11表示可动部件31的另一实例，其中参考标号35表示分隔壁中形成的狭缝，该狭缝的作用在于给出可动部件31。图11(a)中，可动部件有矩形形状，而图11(b)中，它在支轴侧较为细长，以便能增强可动部件的灵活性，图11(c)中，它有较宽的支轴侧，以增强可动部件的耐用性。有如图5(a)所示那样，由于运动的容易和耐用性两者都得到满足，所以支轴处变细并成弧形形状是合乎要求的。不过可动部件的形状并不限于上面所描述的，而是可为任意的，只要它不进入第二液流通路一侧，并且伴随较高的耐用性，运动是容易的。
在前面的实施例中，片形或膜片状可动部件31以及具有第一可动部件的分离壁5由5μm厚的镍制成，不过对本实例这并非限制，而可为任意的，只要它有用于产生气泡的液体和喷射液体的抗溶解特性，而且弹性足够以及可形成所需的细狭缝。
可动部件材料的优选实例包括诸如银、镍、金、铁、钛、铝、铂、钽、不锈钢、磷青铜等金属及其合金的耐用物质，或者具有诸如丙烯腈、丁二烯、苯乙烯等的乙酸乙烯酯和1，1-二氰基乙烯共聚物类的树脂材料，具有诸如聚酰胺等酰胺类的树脂材料，具有诸如聚碳酸酯等羧基的树脂材料，具有诸如聚醛等醛类的树脂材料，具有诸如聚砜等砜类的树脂材料，诸如液晶聚合物等树脂材料，或者它们的化学化合物；或者对墨水有耐用性的材料，如金、钨、钽、镍、不锈钢、钛及其合金，涂有这种金属的材料，具有诸如聚酰胺等酰胺类的树脂材料，具有诸如聚醛等醛类的树脂材料，具有诸如聚醚对苯二盐酸等酮类的树脂材料，具有诸如聚酰亚胺等酰亚胺类的树脂材料，具有诸如酚醛树脂等羟基类的树脂材料，具有诸如聚乙烯等乙基类的树脂材料，具有诸如聚丙烯等烷基类的树脂材料，具有诸如环氧树脂材料等环氧类的树脂材料，具有诸如蜜胺树脂材料等氨基类的树脂材料，具有诸如二甲苯树脂材料等羟甲基类的树脂材料，它们的化学化合物，诸如二氧化硅或其化学化合物的陶瓷材料。
分隔壁的优选材料包括具有高热阻、高抗溶特性和高塑性的树脂材料，特别是最新的工程塑性树脂材料，如聚乙烯、聚丙烯、酰胺、聚乙烯对苯二盐酸、蜜胺树脂材料、酚醛树脂、环氧树脂材料、聚丁二烯、聚氨基甲酸乙酯、聚醚对苯二盐酸、聚醚砜、聚烯丙基酸(polyallylate)、聚酰亚胺、聚砜、液晶聚合物(LCP)，或者它们的化学化合物；或金属，如二氧化硅、氮化硅、镍、金、不锈钢、它们的合金，它们的化学化合物，或者涂有钛或金的材料。
分隔壁的厚度从作为壁有足够的强度以及作为可动部件有充分的动作性，根据所用的材料和形状来确定，通常大约0.5μm-10μm是令人满意的。
本发明中的可动部件具有微米级的厚度为优选厚度，而具有厘米级厚度的可动部件一般情况下是不采用的。当在具有微米级厚度的可动部件中制成狭缝，并且所述狭缝有该可动部件厚度量级的宽度(Wμm)时，制作中考虑变动是可取的。
由于要确保防止液体的混合，提供“良好密封”的狭缝最好具有几微米的宽度。
以下将就为加热液体之发热元件提供的元件衬底结构进行描述。
图12本发明一种实施例喷液头的纵剖面。图12(a)表示带防护层的喷液头，而图12(b)表示没有防护层的喷液头。
在元件衬底1上，装配有开槽部件50，开槽部件50有第二液流通路16、分隔壁30、第一液流通路14和构成第一液流通路的槽。
如图12所示，元件衬底1依次在硅等的基底107上具有在二氧化硅膜或氮化硅膜106(用于绝缘和热积累)上构成发热元件的铝等的图案化接线电极(0.2μm-1.0μm粗)和硼化铪(HfB2)、氮化钽(TaN)、铝化钽(TaAl)等的图案化电阻层105(0.01-0.2μm厚)。通过两个接线电极104将电压加给电阻层105，通过该电阻层流过电流，以便起发热作用。接线电极之间在所述电阻层上设置0.1-2.0μm厚的二氧化硅、氮化硅等防护层，另外，其上形成钽等(0.1-0.6μm厚)的防气蚀层，以保护电阻层105，免受如墨水类的各种液体侵蚀。
气泡产生和消失时引起的压力和冲击波是如此之强，使相对讲易损之氧化膜的耐用性降低，所以采用诸如钽(Ta)等金属材料作为防气蚀层。
根据液体的组合、液流通路的结构和电阻层材料，可省去防护层。这样的实例之一如图12(b)所示。无需此防护层的电阻层材料包括诸如铱-钽-铝合金等。这样，前面实施例中发热元件的结构可以只包括电阻层(产生热量部分)，或者可包括一个用以保护此电阻层的防护层。
本实施例中，发热元件有一带电阻层的热量产生部分，它响应电信号而产生热量。这并非是受到限制的，只要产生气泡的液体中产生的气泡足以喷出喷射液体就是令人满意的了。例如，热量产生部分可为光热转换器形式，它因接收比如激光而产生热量，或者是在接收高频波时产生热量的形式。
用来选择地激励所述电热转换元件的诸如晶体三极管、二极管、插孔、移位寄存器等功能元件也可被一体地嵌入元件衬底1上，另外可放入构成热量产生部分的电阻层105中和由接线电极104构成的给所述电阻层提供电信号的电热转换器上。
为了通过激励上述元件衬底1上电热转换器的发热部分以喷射液体，通过接线电极104供给电阻层105如图13所示的矩形脉冲，以便在电阻层105中接线电极间引起瞬时热量的产生。在前面实施例喷液头的情况下，为激励发热元件，所加能量的电压24伏，脉冲宽度7微秒，电流105毫安以及频率6千赫，以此，通过此前所述过程，经喷射出口将墨水喷出。不过所述激励信号的条件并不限于此，而可为任意者，只要产生气泡的液体真正能发生气泡。
下面将就喷液头的结构进行描述，采用这种喷液头，使不同的液体被分开地与第一和第二公用液槽配合，并可使部件数目减少，以使制作成本降低。
图14是这种喷液头的示意图。与前面实施例同样的参考标号被指定给具有相应功能的各部件，同时，为简单计，省去对它们的详细描述。
在本实施例中，开槽的部件50有一个带喷射出口18的孔板51，多个构成多个第一液流通路14的槽和一个凹部，构成第一公用液槽15，向多个液流通路14供液(喷射的液体)。将一分隔壁30装配到所述开槽部件50的底部，以此形成多个第一液流通路14。这样的开槽部件50具有第一供液通路20，自一上部位置伸向第一公用液槽15。该开槽部件50还有第二供液通路21，自一上部位置经分隔壁30伸向第二公用液槽17。
如图14中箭号C所示，第一种液体(喷射液体)通过第一供液通路20和第一公用液槽15被送至第一液流通路14，而第二种液体(产生气泡的液体)像图14中箭号D所示那样，通过第二供液通路21和第二公用液槽17被送至第二液流通路16。
在本例中，使第二供液通路21以与第一供液通路20平行的方式延伸，但这并非被限于此种示例，而可为任意的，只要在第一公用液槽15外侧经分隔壁30将液体送至第二公用液槽17。
第二供液通路21的直径按照第二种液体供送量的考虑来确定。第二供液通路21的形状并不限于圆形或柱形，而可为方形等。
可由分隔壁30分隔开槽部件形成第二公用液槽17。就形成它的方法而言，如图15所示(这是一个说明性的透视图)，由干膜制成公用液槽框架和第二流道壁并使其上固定有所述分隔壁的开槽部件50总成与元件衬底1相结合，从而形成第二公用液槽17及第二液流通路16。
本例中，通过设置譬如铝这样的金属支撑部件70构成元件衬底1，它带有多个作为发热元件的电热转换元件，用以通过薄膜沸腾从产生气泡的液体产生气泡。
所述元件衬底1上方布置有多个槽，构成由第二液流通路壁所形成的液流通路16；还布置有构成第二公用液槽17(公用的产生气泡的液体槽)的凹部，它与多个产生气泡液体的流路液体相联，用以将产生气泡的液体送至产生气泡液体通路；还布置有带可动壁31的分隔壁或划分壁30。
参考标号50所指为一开槽部件。此开槽部件带有多个槽，通过在其上装配分隔壁30构成喷射液体流路(第一液体流路)14；还带有构成第一公用液槽15(公用的喷射液体槽)的凹部，用以将喷射液体送至喷射液体通路；还带有第一供液通路20(喷射液体供送通路)，用以将喷射液体送至第一公用液槽，以及带有第二供液通路21(产生气泡液体供送通路)，用以将产生气泡的液体送至第二供液通路21(产生气泡液体的供送通路)。第二供液通路21与一液体输送通路连在一起，所述液体输送通路穿过位于第一公用液槽15外侧的分隔壁30与第二公用液槽17液体相联系。由于设置所述液体输送通路，可将产生气泡的液体送至第二公用液槽17，而不与喷射液体相混。
元件衬底1、分隔壁30、开槽的隔板50间的位置关系是这样的，即使可动部件31对应于元件衬底1上的发热元件布置，并使喷射液流通路14对应于可动部件31布置。在本例中，为开槽部件备有一条第二供液通路，但根据供送的量亦可为多条。射液体供送通路20和产生气泡液体供送通路21的流路截面面积可以与供送的量成比例地被确定。通过确定所述流路截面面积最佳值，可减小构成开槽部件50等的各个部件的尺寸。
如前面所述，按照本实施例，可由单一一个开槽隔板给出用于将第二种液体送至第二液流通路的第二供液通路和用于将第一种液体送至第一液流通路的第一供液通路，所以，实现制作步骤的减少和制作成本的降低。
进而，将第二种液体送至与第二液流通路液体相联的第二公用液槽是通过第二液流通路起作用的，所述第二供液通路穿过分开第一种液体和第二种液体的分隔壁，于是，一个用于联结所述分隔壁、开槽部件及发热元件衬底的联结步骤就足够了，致使制作容易，并使联结的准确性得到改善。
由于将第二种液体穿过所述分隔壁送至第二种液体的公用液槽，所以就确保将第二种液体送至第二液流通路，因此，供送的量是充分的，使稳定的喷射得以实现。
如前面的实施例所述，按照本发明，利用上述可动部件，可以较普通喷液头为更高的喷射力或喷射效率将液体喷出。当采用同样的液体作为产生气泡的液体和喷射液体时，由于可以减少发热，所以就能使液体不变坏，并能附着在发热元件上。因而，通过反复汽化、凝结，实现可逆的状态变化。于是，各种液体都是可用的，只要液体是不损伤液流通路、可动部件或分隔壁等的。
在这样的液体中，具有普通气泡喷墨装置中所用组分的液体可被用为记录液。
当使本发明之二流路结构采用不同的喷射液体和气泡发生液体时，采用具有上述性质的气泡发生液体，具体地说，这样的例子有甲醇、乙醇、n-丙醇、异丙醇、n-n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯乙烯、氟利昂TF、氟利昂BF、乙醚、二氧杂环己烷、环己烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮、甲基·乙基酮、水等及其混合物。
至于喷射液体，各种液体均可采用，而不去注意产生气泡特性或热性质的情况。可以采用通常已不能用的液体，因为它们的低气泡发生性质和/或性质易因受热而变化。
然而，要求喷射液体本身或喷射液体与气泡发生液体反应不妨碍喷射、气泡的产生或可动部件的动作等。至于记录喷液，可采用高粘性墨水等。就另外一种喷射液体而言，可采用具有因受热而易被变坏之性质的药剂和香料等。
以下将就本发明喷液头的制作步骤进行描述。
在如图1所示之喷液头的情况下，在元件衬底1上构图并形成装配可动部件31的底座34，并将可动部件31联结或者焊在此底座34上。然后，将具有多个构成液流通路10的槽的开槽部件、喷射出口18以及构成公用液槽13的凹部，随着各槽与可动部件彼此对准而被装配到所述元件衬底上。
以下将就具有如图6和图15所示二流路结构之喷液头的制作步骤进行描述。
一般地说，使第二液流通路16的各壁形成于元件衬底上，并将分隔壁30装于其上，然后进一步再将具有多个构成第一液流通路14的槽的开槽部件50装于其上。或者制成第二液流通路16的各壁，再将带分隔壁30的开槽部件50装于其上。
以下将就第二液流通路的制作方法进行描述。
图16(a)-(e)是示意的断面图，用来表示本发明第一制作实施例的喷液头制作方法。
如图16(a)所示，本实施例中采用有如制作半导体那样的制造设备，在元件衬底1(硅片)上制成带硼化铪、氮化钽等的发热元件2之电热转换元件，之后，为了改善与光敏树脂材料的附着性或接触性，在接下去的步骤中再清洁所述元件衬底1的表面。为进一步改善这种附着性或接触性，用紫外线辐射臭氧等处置所述元件衬底表面。然后，通过旋转涂敷，将包含比如用乙醇稀释到1％(重量)的硅烷偶合剂(A189，可从NIPPON UNICA购得)的液体加到已改善了的表面上。
接着，使表面被清洁，并如图16(b)所示那样，将紫外线照射的光敏树脂膜DF(干膜Ordyl SY-318可从Tokyo Ohka Kogyo有限公司购得)重叠在具有这种改善了表面的衬底上。
然后如图16(c)所示，将光掩膜PM置于干膜DF上，并通过光掩膜PM以紫外辐射辐照被保持作为第二流路之壁的干膜DF各部。利用MPA-600(可从CANON KABUSHIKI KAISHA购得)完成曝光过程，曝光量约为600mJ/cm2。
继而如图16(d)所示，以显影液使干膜DF显影，溶解未曝光部分，所述显影液是二甲苯与乙二醇二丁醚乙酸酯(BMRC-3可从Tokyo Ohka Kogyo公司购得)的混合液，而留下的曝光并处置过的部分作为第二液流通路16的壁。进而，利用含氧等离子抛光装置(MAS-800可从Alcan-Tech股份有限公司购得)经约90秒，除去元件衬底1表面上的残留物，再将它在150℃下以100mJ/cm2的剂量暴露于紫外辐射2小时，以完全处置已曝光部分。
利用本法，可在多个被截割的硅基板的加热板(元件衬底)上以较高的准确度形成第二液流通路。所述硅基板被带有0.05mm厚金刚石刀片的切割机(AWD-4000可从Tokyo Seimitsu购得)截割成多个分开的加热板1。将已分开的加热板1用粘接材料(SE4400可从Toray购得)附铝基板70上(图19)。然后，以直径为0.05mm的铝线(未示出)将事先与铝基板70相连的印刷板71与加热板1连在一起。
如图16(e)所示，将开槽部件50与分隔壁30的连接件定位并连到加热板1上。具体地说，用约束弹簧将带分隔壁30的开槽部件与加热板1定位、连接和固定。这之后给墨水装上供墨及气泡发生液槽80。再用硅酮密封层(TSE399可从Toshiba silicone购得)密封铝线、开槽部件50、加热板以及供墨和气泡发生液槽80之间的间隙。
通过用此制法制成第二液体流路，可提供相对于加热板的各加热器无位置偏移的准确流路。通过按已知步骤连接开槽部件50和分隔壁30，使第一液流通路14与可动部件31间的位置精度得到增强。
利用高精度的制作工艺，实现了喷射的稳定性，并使打印质量得到改善。由于它们一起在硅片上被制成，就能以低成本进行大量生产。
本实施例中，采用紫外辐射处置型干膜，形成第二液流通路。但是，可重叠具有特别靠近248nm(紫外区外侧)吸收带的树脂材料。它被处置，而且这样的将成为第二液流通路的部分用激光直接除去。
图17(a)-(d)是示意的断面图，表示本发明第二实施例喷液头的制作方法。
如图17(a)所示，该实施例中，将厚度为15μm的保护膜101按第二液流通路形状构图于SUS衬底100上。
然后如图17(b)所示，利用电镀技术给SUS衬底100涂以15μm厚的镍层102。所用镀液包括镍氨基硫酸镍、应力降低的材料(ze-ro ohru可从World Metal有限公司购得)、硼酸、凹坑防止材料(NP-APS可从World Metal有限公司购得)，以及氯化镍。用于电镀时的电场，将一电极连到阳极侧，而将已经构图的SUS衬底100连到阴极，镀液温度为50℃，电流密度为5A/cm2。
然后如图17(c)所示，将已经经过电镀的SUS衬底100再经受超声振动，以便从SUS衬底100除去镍层102部分，以给出第二液流通路。
另一方面，利用有如制作半导体时所用的制造设备，在硅片上制成带有电热转换元件的加热板。利用类似于前面实施例的切割机，将所述硅片截割成多个加热板。将加热板1装配到其上已装有印刷板104的铝基板70上，再使印刷板104与铝线(未示出)连接，以建立电连接。如图在17(d)所示，将由前面过程给出的第二液流通路附在这样的加热板1上。对于这种附着来说，如果不因隔板的结合发生位置的偏移，它不可能是太坚固的，因为是通过约束弹簧实现与隔板的这种附着的；就像第一种实施例中那样，在后面的步骤中，所述隔板上固定有分隔壁。
在本实施例中，为了定位和附着，采用紫外辐射处置型粘接材料(Amicon UV-300，可从GRACEJAPAN购得)，并采用紫外辐射装置完成所述的附着，所述紫外辐射装置以约为100mJ/cm2的辐照量工作3秒钟。
按照本实施例的制作方法，可相对于发热元件给出第二液流通路，而无位置偏移，而且，由于该流路的各壁都是镍的，所以它对于强碱性液体是耐用的，其可靠性高。
图18(a)-(d)是示意的断面图，表示本发明第三实施例喷液头的制作方法。
如图18(a)所示，本实施例中，将保护层31加在SUS衬底100的两侧，所述衬底的厚度为15μm，并有对准孔或标记100a。所用的保护层是PMERP-AR900，可从Tokyo Ohka Kogyo有限公司购得。
此后如图18(b)所示，在以元件衬底100的对准孔100a对准情况下利用曝光装置(MPA-600可从CANON KABUSHIKIKAISHA，JAPAN购得)进行曝光操作，除去保护层103部分，这部分将成为第二液流通路。曝光量为800mJ/cm2。
接下去如图18(c)所示，与制作方法的前述实施例相似地，将已接受蚀刻的SUS衬底100定位并附着在加热板上，从而装配起带第二液流通路4的喷液头。
按照本实施例的制作方法，可相对于加热元件给出第二液流通路4，而无位置偏移，而且，由于流路是SUS的，所以它对于酸性和碱性液体是耐用的，以致提供一种高可靠性的喷液头。
如前所述，按照本实施例的制作方法，通过在已知的步骤中把第二液流通路的各壁装配在元件衬底上，使电热转换器与第二液流通路彼此以高精度对准。由于在截割之前，衬底上同时形成若干个第二液流通路，所以能够以低成本进行大量生产。
通过本实施例制作方法给出的喷液头的优点在于，第二液流通路与发热元件以高精度被对准，所以能以高效率接受气泡产生的压力，以致喷射效率极好。
以下将就带有本发明实施例喷液头的喷液头盒进行描述。
图19是含有上述喷液头之喷液头盒的示意分解透视图，这种喷液头盒通常包含一喷液头部分200和液体容器80。
喷液头部分200包括元件衬底1、分隔壁30、开槽部件50、约束弹簧70、供液部分80和支承件70。像此前所描述的那样，元件衬底1带有多个发热电阻，用以给产生气泡的液体供送热量。元件衬底1与带可动壁的分隔壁30之间形成产生气泡液体的通路。通过分隔壁30与开槽隔板50间的连接，形成一条喷射液体相联系的喷射流路(不露出)。
约束弹簧70起把开槽部件50推向元件衬底1的作用，并且有效地使元件衬底1、分隔壁30、开槽部件及支承部件70(下面将述及)很好地成为整体。
支承部件70起支承元件衬底1等的作用，它上面有一环形板71，与元件衬底1相连，用于向其提供电信号，还有多个垫片72，用于在把此盒安装在设备上时在装置一侧传送电信号。
液体容器90分开地容纳拟被送至喷液头的如墨水类喷射液体和用来产生气泡的气泡发生液体。液体容器90外侧设有定位部件94，用以安装连接件，将喷液头与液体容器连在一起，还设有固定连接部件的固定轴95。喷射的液体通过连接部件的供送通路81，从液体容器的喷射液体供送通路92被送到供液部分80的喷射液体供送通路81，并通过喷液头部分的喷液供送通路83、供送通路21被送至第一公用液槽。产生气泡的液体类似地通过连接部件的供送通路，从液体容器的供送通路93被送到供液部分80的气泡发生液体供送通路82，并通过喷液头部分的气泡发生供送通路84、71、22被送至第二公用液槽。
在这种喷液头盒中，即便产生气泡的液体与喷射液体为不同液体，也能以良好的程度供送这些液体；在喷射液体与产生气泡的液体为相同的情况下，就无需将产生气泡的液体与喷射液体的供送通路分开了。
在液体被用尽之后，所述液体容器可供给各种液体。为便于这种供给，需给液体容器提供液体注入部件。喷液头与液体容器可以是不分开的整体，或者可以是分开的。
图20示意地表示一种采用上述喷液头的喷液装置。在本实施例中，喷射的液体是墨水，所述设备是喷墨记录设备。本喷液装置包括一个滑动架HC；此架上可装以喷液头盒，该盒包括液体容器部分90和喷液头部分200，它们可拆地互相连在一起。动架HC沿记录材料传送机构所送进的记录材料150，如记录页等的宽度方向往返。
当从未子示出的驱动信号供给机构把驱动信号送给滑动架上的喷液装置时，就从喷液头以响应该信号的方式把记录液喷射到记录材料上。
本实施例的喷液装置包含电机111，作为驱动记录材料传送机构和滑动架的动力源；还包含齿轮112、113用以将动力从驱动源传送给滑动架；还包含滑动架支轴115等。利用本记录装置和采用这种记录装置的喷液方法，可通过将液体喷到各种记录材料上而给出优良的印刷品。
图21是一个方框图，用以描述采用本发明喷液法和喷液头的喷墨记录装置一般工作过程。
本记录装置以来自主计算机300之控制信号的方式接受打印信息。此打印信息暂时被储存在打印装置的输入界面301中，同时被转换成将被输入CPU302的可处理信息，该CPU与作为供给喷液头驱动信号的装置重合。随着诸如RAM304等，以及ROM303中所存的下述控制程序的使用，CPU302将输入给它的上述信息处理成可打印的信息(图样信息)。
另外，为了把图样信息在记录页上记录成合适的黑点，CPU302产生驱动信息，以激励驱动电机，该电机随着所述图样信息同步地移动记录页和记录头。图样信息和电机驱动信息分别通过喷液头驱动器307和电机驱动器305被传至喷液头200和驱动电机306，它们受到适当时间的控制，形成一幅图样。
至于记录介质，比如墨水类的液体可粘附于其上，并且它可为比如上述的记录装置所采用；可列举如下各种纸页；OHP(投影仪)胶片；用于制成小型盘片、装饰板等的塑性材料；纤维织物；诸如铝、铜等金属材料；诸如(奶)牛皮、猪皮、合成皮革等皮革材料；诸如坚实的木材、胶合板等木料；竹材；如瓷砖类陶瓷材料；以及诸如具有三维结构的海绵类材料。
上述记录装置包括用于各种纸页或OHP胶片的打印设备、用于诸如制作小型盘片等所用塑料的记录设备、用于金属等的记录设备、用于皮革的记录设备、用于木料的记录设备、用于陶瓷材料的记录设备、用于诸如海绵等三维记录介质的记录设备、用于在纤维织物上记录图样的纺织品印染设备，以及类似的集体设备。
至于由这些喷液装置所使用的液体，任何液体，只要它与所用记录介质及记录条件相容均可被用。
以下将描述一种典型的喷墨记录系统，它采用本发明的喷液头作为记录头，将图样记录在记录介质上。
图22是一个采用本发明上述喷液头201的喷墨记录系统示意透视图。本实施例总的喷液头是实线型喷液头，它包括以每平方英寸360个点的密度排成排的多个喷孔，以便覆盖记录介质150的整个记录区域。它包括对应于四种颜色的四个喷液头，即黄色(Y)、深红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(BK)。这四个喷液头以互相平行并有预定间隔的方式由支架202固定支撑。
这些喷液头响应从喷液头驱动器307送来的信号而被启动，所述喷液头驱动器构成给每个喷液头提供驱动信号的机构。
四种颜色的墨水(Y、M、C和BK)中的每一种从墨水容器204a、204b、204c或204d被送至相应的喷液头。参考标数204e表示气泡产生液体的容器，产生气泡的液体由它运送给每个喷液头。
每个喷液头下面设有一个喷头盖203a、203b、203c或203d，其中装有由海绵等组成的墨水吸收件。它们盖住对应喷液头的喷口，保护喷液头，并且在不记录时，保持喷液头的运行。
参考标数206表示传送带，它构成传送有如前面实施例所述各种记录介质的机构。此传送带206利用多个辊轮，由与电机驱动器305相连的驱动辊驱动，通过预定的路径传动。
本实施例的喷墨记录系统包括预打印处理器251和打印后处理器252，它们沿记录介质的传送路径分别设于喷墨记录装置的上游侧和下游侧。这两个处理器251和252分别在进行记录之前和之后以多种方式处理记录介质。
预打印处理和打印后处理根据记录介质的类型或墨水的种类改变。例如，当采用由金属材料、塑性材料、陶瓷材料等组成的记录介质时，记录介质在打印前被暴露在紫外线及臭氧下，去激发它的表面。
在记录材料，比如塑性树脂材料驱于得到电荷时，灰尘会因静电而驱于沉积在其表面上。在这样的情况下，采用电离剂除去记录材料的静电荷。当以纺织物为记录介质时，从防止羽状物、改善定影等角度出发，可进行预处理，这当中可使碱性物质、水溶性物质、聚合物组分、水溶性金属盐、尿素或硫脲被加于织物上。预处理并不限于此，可以是给记录材料提供以合适的温度。
另一方面，打印后处理是给已接受墨水的记录材料以加热处理、紫外线辐照，以促进墨水的附着；或者进行清洁，以去掉预处理所用的，并且因未反应而留下的处理材料。
本实施例中，喷液头为实线喷液头，不过本发明当然可用于几种类型，其中使所述喷液头沿记录材料的宽度方向移动。
此后将描述喷液头组件，包含本发明的喷液头。图23是这种喷液头工具箱的示意图。这种喷液头组件成喷液头组件盒子501的形式，装有本发明的喷液头510，包含用于喷墨的喷墨部分511；墨水容器510，这是一个可与所述喷液头分开或不分开的液体容器；以及充填墨水的装置530，它保持拟被充入墨水容器520中的墨水。
在墨水容器520中的墨水被完全用尽之后，将充墨装置的喷嘴530(成注射器针头状)插入墨水容器的孔口521、墨水容器与喷液头之间的接合处或者通过墨水容器壁所钻的孔中，并通过这个喷嘴630将充墨装置中的墨水充入墨水容器。
若把喷液头、墨水容器、充墨装置等等以组件的形式适当地装入工具盒内，就可以像上述那样，很容易地将墨水充入已用尽墨水的墨水容器中；于是可使记录很快地重新开始。
本实施例中，所述喷液头组件装有充墨装置。然而，对于喷液头工具箱而言，装有充墨装置并非是必须的；这种组件可装有已充墨水的能互换型的墨水容器和一喷墨头。
虽然图23只表示了用于将打印墨水充入墨水容器中的充墨装置，但喷液头组件可装有用来将产生气泡的液体充入气泡发生液容器的装置，另外可装有打印墨水再充装置。
以下将参照图24进一步描述本发明的实施例。图24表示一个喷液头616，它有多个喷射出口611和多个分别与它们液体相联系的液流通路。此喷液头616包括衬底601，它有多个发热元件602；分隔壁605，它有分别与各发热元件对应的多个可动部件606；同时，开槽隔板614具有构成各槽(第一液流通路603)的凹部。
图25表示一个喷液头盒，它有图24所示的喷液头616和用来保持拟被送到喷液头的墨水的墨水容器。在流动的墨水被用完之后，此容器可被再充以墨水。
图26表示一个所谓实线型的喷液头，它有多个喷射出口，盖住记录材料680的整个可记录宽度。该图中，由661表示的是实线喷液头，它相对于记录介质680移动。由691表示的是送纸滚筒，用于供给记录材料。
以下就必须彻底混合喷射液体和气泡发生液体进行描述。
本发明中，喷射液体和气泡发生液体被喷射。
本发明中，为实现稳定的喷射，使可动部件充分靠近喷射液流通路(第一液流通路)地被移动。通过调整上述颈部开启的面积、通过采用合适的可动部件材料及形状，为其提供合适的移位、通过改变加给发热元件之信号的脉冲宽度及激励频率、和/或类似的措施，使喷射液体和气泡发生液体的混合比得到合适的控制。本实施例中，为增大液体的混合比，脉冲宽度是实验(确定)的，而使激励频率增大。表1表示实验结果，在一种情况中气泡发生液体与喷射液体二者一齐被喷射；在另一种情况中它们二者未被喷射。
本实施例中，喷液头的规格如下，其中加给发热器的信号电压为23V发热器尺寸58μm×150μm挠性部件尺寸53μm× 220μm液体流路高度15μm所采用的拟喷射液体(下称喷液)(墨水)的组分如下染料 3％(重量)1，2-亚乙基二醇6％(重量)甘油 4％(重量)尿素 4％(重量)异丙醇 5％(重量)
水 78％(重量)所采用的气泡发生液组分如下乙醇 40％(重量)水 60％(重量)就液体被喷液体的速度(喷液速度)而言，液体是在以预定间隔发出频闪光条件下被喷射的，而且被喷液体的飞行距离是用显微镜观察的。
就光学浓度(OD)而言，作为印在记录介质片页上的实心像，以及该实心像的反射密度均用麦克贝斯(Macbeth)浓度计RD-913(Kellmorgen公司的分公司产品)，即反射密度计来测定。
被喷液体的重量是以如下方式测量的。将气泡发生液体和喷射液体置于分开的测量筒体中，并测量喷液过程中耗液量的变化率。然后，考虑每种液体的比重，计算每种喷液的重量，得到气泡发生液体对喷射液体的比。本实施例中，使液体被喷射200,000次，并用上述方法测量每种液体消耗量的重量。
表1混合比喷 速喷射稳定性 光学浓度 脉冲宽度 驱动频率(wt.％) (m/s) (OD) (μs)(Hz)0 13-17 F 1.30 4.0 3010 17 G 1.29 5.0 3020 17 E 1.29 6.0 3030 17 E 1.28 4.5100050 17 E 1.25 5.5600060 17 E 1.23 6.0 10000
喷射的稳定性F很不稳定G稍不稳定E稳定正如表1所显示的，若将气泡发生液体对喷射液体的比(气泡发生液体的重量/喷射液体的重量)被设定为0％(重量)，并使液体被连续喷射一段长的时间，则喷射速度有时在13m/s到17m/s之间起伏。然而，随着气泡发生液体对喷射液体的比率被增大，就使这种喷射速度的起伏减小。另外表1显示，若需要将喷射速度稳定在高水平上，则最好使气泡发生液体对喷射液体的混合比率为10％(重量)或更高，不低于20％(重量)尤好。
在普通的气泡喷墨记录头中，利用加热喷液自身所形成的气泡的压力喷出喷液。所以，冷到初始温度要相对较长的时间，用以加热喷液，同时引起气泡发生的开始，而液体的温度始终较高。已经公知的是。若使液体在上述条件下被喷射，则液体的喷射量大大地改变，或者喷射的特性变得不稳。
然而，按照本发明，气泡发生液体随喷射液体一起被喷射；温度已经提高了的气泡发生液体被喷出，同时就使气泡发生液体转入进一步的供送，于是避免气泡发生区中气泡发生液体温度的增高。结果使喷射变得更加稳定。
另外，当空气等被包含在气泡发生液体中时，由于受热，空气等很容易变得与气泡发生液体分开，有时附着在加热体表面，而当被分开的空气等附在加热体表面上时，气泡发生特性变得不稳定；喷射特性变得不稳定。例如，由此使液体喷射的量或者喷射速度起伏。这些问题还可以通过防止气泡发生区中气泡发生液体的温度增高而被消除。换句话说，通过随喷射液体一起喷出气泡发生液体，可使这些问题被避免。
另外，通过上述的加热等可使气泡发生液体的组分被改变，而且，当气泡发生液体的组分改变时，有时喷射的情况会改变，引起喷射特性改变。这类问题也可以通过采用本发明的喷射方法而得到解决。换句话说，当气泡发生液体随喷射液体一起被喷射(排出)时，就转入气泡发生液体的进一步供送，使气泡发生区中的气泡发生液体的组分改变实质上不存在，改善了喷射特性的稳定性。
再参见表1，将描述气泡发生液体对喷射液体的混合比率与光学密度(下称OD或OD值)间的相互关系，其中喷射液体中的染料浓度是3％(重量)。
随着气泡发生液体的混合比率增加，相对于最初的OD值，即对应于气泡发生液体的混合比率为0％(重量)时的OD值，OD值略有降低。但只要保持气泡发生液体的混合比率不超过50％(重量)，OD值即可维持在1.25或更高。这里应予指出的是，只要被打印的符号或图样之OD值不低于1.25，这样的符号或图样即作为全黑的符号或图样被觉察；它们不会被觉察为是欠黑的。换句话说，通过保持气泡发生液体的混合比率在不超过50％(重量)的水平，以使OD值保持不低于1.25，就可保持足够高水平的图象质量。
从图象密度的观点出发，将气泡发生液体的混合比率推荐为设定在不超过50％(重量)的水平，其中，若考虑图象密度的起伏，则最好被设定为不超过30％(重量)的水平。另外，就印品的质量而言，最好将气泡发生液体对喷射液体的混合比率设定在10-30％(重量)以内。于是，若既考虑喷射的稳定性，又考虑印品的质量，则最好将气泡发生液体对喷射液体的混合比率设定为不低于10％(重量)，具有地说，不低于20％(重量)又不超过50％(重量)。
本实施例中采用具有3％(重量)染料浓度的墨水，但本发明并不受本实施例的限制。例如，当采用具有不低于3％(重量)染料浓度的墨水时，要把OD值保持在预定的值或者更高就变得比较容易；所以，就能更为可靠地得到高质量的图样。换句话说，只要不使喷射特性和喷射的可靠性变劣，则染料的比率越高，图象的密度越稳定；若染料的比率不低于5％(重量)，则即使气泡发生液体的混合比率达到150％(重量)，也能得到最好的图象密度。反之，若将气泡发生液体的混合比率设定在20％(重量)，即使当染料浓度被降到有如4％(重量)这样低点时，仍可使OD值被保持在1.25或更高。
另外，通过特别地配合气泡发生液体与喷射液体，并调整它们在喷射时的混合比率，可以改善喷射液体的喷射性质，以使印品的质量得到改善。
再有，当气泡发生液体与喷射液体间的混合比率为最佳值时，喷射特性取决于气泡发生的压力、挠性部件的样子和移位、第二液流通路的高度、第二液流通路与第一液流通路间因所述挠性部件的移位所成开口的尺寸和形态，以及类似的因素；调整上述各因素，可改善喷射特性。这里应予指出的是，当着色材料的浓度在3-5％(重量)范围内时，上述气泡发生液体的混合比率最好是在20-50％(重量)范围内，而当着色材料的浓度是不低于5％(重量)时，上述混合比率最好是在20-150％(重量)范围内。
再有，即使当所采用的喷射液体与气泡发生液体两者均为这样的液体，即不易积留(被烘烤而凝结)在作为气泡产生装置的加热元件上的液体时，也可得到上述各效果。实施例2本实施例中，采用颜料悬浮型的喷射液体进行有如第一实施例中所描述的那些同样的实验。结果被表示于表2中。所用颜料悬浮型喷射液体的组分如下，其中采用40％(重量)的乙醇水溶液，即有如第一实施例中所用同样的溶液炭黑 3％(重量)甘油 10％(重量)硫甘醇6％(重量)异丙醇2％(重量)水74％(重量)分散剂1％(重量)表 2混合比喷 速喷射稳定性 光学浓度 脉冲宽度 驱动动频率(wt.％) (m/s) (OD) (μs) (Hz)0 10-15 F1.30 4.0301015G1.29 5.0302015E1.29 6.0303015E1.29 4.5 10005015E1.26 5.5 60006015E1.24 6.0 10000
也是在本实施例中，得到有如第一实施例中那些同样的结果。正如此表所显示的，当需要喷射稳定性时，有关气泡发生液体的混合比率最好是不低于10％(重量)，具有地说，不低于20％(重量)。
从图象质量的观点出发，有关气泡发生液体的混合比率最好保持在50％(重量)，或者低于此，以使OD值可被维持在1.25或更高。
换句话说，保持有关气泡发生液体的混合比率在10％(重量)或更高，特别在20-50％(重量)范围内，即可得到高质量的图样。
也是在本实施例中，有如第一实施例中那样，通过特别地配合气泡发生液体与喷射液体，并调整它们在喷射时的混合比率，可以改善喷射液体的喷射性质，以使印品的质量得到改善。另外，最优的气泡发生液体对喷射液体的混合比率取决于气泡发生的压力、挠性部件的样子和移位、第二液流通路的高度、第二液流通路与第一液流通路间因所述挠性部件的移位所成开口的尺寸和形态，以及类似的因素；这个混合比率最好相应于上述各因素进行调整。
再有，即使当所采用的喷射液体与气泡发生液体两者均为这样的液体，即不易积留(被烘烤而凝结)在作为气泡产生装置的加热元件上的液体时，也可得到上述各效果。实施例3图27表示本发明第三实施例中着色材料浓度与OD值之间的相互关系。如图27所显示者，当着色材料浓度不小于3％(重量)时，OD值起伏的比率是小的，接近饱和点；当着色材料浓度不大于3％(重量)时，OD值起伏的比率驱向于增加。OD值起伏的绝对值取决于着色材料的组分、溶剂的组分，也就是着色材料被溶入喷射液体的组分、其上记录有图样的记录介质、每单位面积记录介质被喷入的喷液量，以及类似的因素，但是从相对的观点看，本实施例中的OD值显示出与上述相似的驱向。
本实施例中，上述特性曲线被用于得到较高印品质量。这就是说，通过采用特定的着色材料浓度区(该区中OD值起伏的比率是增加的)，可得到最好的浓度等级，其中，着色材料浓度为1％(重量)。本实施例中所采用的喷液头的规格基本上是与第一实施例中所给的那些一样的，除了第二液流通路的高度在本实施例中是30μm。
喷液的组分如下染料 1％(重量)1，2-亚乙基二醇6％(重量)甘油 4％(重量)尿素 4％(重量)异丙醇 5％(重量)水 80％(重量)所采用的气泡发生液组分如下乙醇 40％(重量)水 60％(重量)表3表示本实施例中所进行的实验的测量结果，其中采用上述具有1％(重量)染料浓度的喷液，光学浓度(OD)起伏的比率是在气泡发生液体对喷射液体的混合比率变化时被测量的。
表3混合比光学浓度 OD变化脉冲宽度 驱动频率( (wt.％) ) (OD)(％) (μs) (Hz)01.051004.0 3050 0.9085.7 4.5 3000100 0.7672.4 5.0 6000200 0.6057.1 5.5 10000300 0.5047.6 6.0 15000如表3所显示者，当采用具有1％(重量)染料浓度的喷液时，通过改变有关气泡发生液体的混合比率，可有效地调节OD值，以得到所要的图象浓度等级。例如，当气泡发生液体被按300％(重量)混合时，与当无气泡发生液体被混合时所得的OD值相比，OD值可按近似50％变化。
图28表示有关气泡发生液体的混合比率与光学浓度(OD)值之间的相互关系，其中有关气泡发生液体的混合比率根据表3所给的结果变化。如图27所显示者，当在变化的OD值下喷出喷液时，可得到最好等级的图样。
按照本实施例，正如从图27所给的表示着色材料浓度与OD值之间的相互关系的特性曲线所显示者，只要染料浓度不超过3％(重量)，就可以有效地控制图象浓度的等级。这是因为若使气泡发生液体的染料浓度降到不超过3％(重量)的点，则显著地改善浓度变化的比率。再有，为有效地控制图象浓度的等级，重要的在于采用不低于0.3％(重量)的着色材料浓度范围。这是因为若着色材料的浓度不超过0.3％(重量)，则对于图象的暗区有时不能得到足够的光学浓度。
另外，着色材料的选择并不限于染料；着色材料可为颜料，就像在第二实施例中的那样。实施例4本实施例中也采用有如第一实施例中所用的同样喷液头。至于喷液，采用含有C.I.颜料红57的颜料墨水；至于气泡发生液体，采用含有C.I.直接红的染料墨水。另外，给每种墨水加入分散剂、水或者水的易混有机溶剂混合物、公知的粘性调节剂、表面张力调节剂、pH值调节剂、粘合剂等。在此应予说明的是，气泡喷墨头采用一个系统，其中液体被加热，以便在里面产生气泡，并利用气泡形成的压力喷出液体；所以，当传统的气泡喷墨头被激励一段较长时间时，喷出颜料墨水或染料墨水。由于上述加热，颜料墨水更易于积留在发热器表面上，因此，喷射易于变得更不稳定。然而，按照本实施例，采用染料墨水作为气泡发生液体，所以可使发热元件的表面情况基本保持与染料墨水只被用作喷射墨水和气泡发生液体时的情况相似，结果可较长时间地基本提供稳定的喷射。
与采用染料墨水记录的图样相比，采用颜料墨水记录的图样在抗风吹日晒方面占有优势，如抵抗水的影响或光的影响方面，但在颜色特性，如饱和度方面稍显劣势。然而，按照本实施例，当颜料墨水与染料墨水通过挠性部件的移动被喷射时，它们互相混合。所以就能得到来自颜料墨水和染料墨水的图样利益。换句话说，可在抗风吹日晒及色彩还原方面产生图样的优势。
另外，按照本发明，染料墨水与颜料墨水实质上是以分开的状态被保存的，随着它们被喷出再混合；因而，在染料墨水与颜料墨水的特定组合被长时间地留在混合状态情况下，并不发生颜料微粒的凝集(它会渐进地发生并增大微粒的尺寸)，排除了记录头被加大尺寸之颜料颗粒堵塞的可能性。结果，就不会发生不稳的喷射或喷射故障，而这些情况在其它场合中可由加大尺寸的颜料颗粒堵塞记录头所引起。
有关适于与颜料墨水组合的染料的选择，其目的在于得到显著的合作效果，比如喷射的稳定性或图象质量，可列如下清单以C.I.直接红2、20、31、46、75和83所表示的直接染料；以C.I.酸性红52、92、94、106、133、154、155、249、265和274所表示的酸性染料；以C.I.碱性红1、2、12、13和14所表示的碱性染料。
有关可随本发明一起优先使用之颜料的选择，可列如下清单以C.I.颜料红5、11、48、49、57、60、139、144、165和166所表示的颜料；以C.I.颜料红122和209所表示的喹吖啶系颜料；以C.I.颜料红123所表示的二萘嵌苯颜料；以及类似的颜料。
按照本实施例，不仅可改善喷射的稳定性，还能实现大多数染料墨水的优势特性，即优势的色饱和性，其中，为了实现最有效地利用优势的色饱和性，将染料墨水对颜料墨水的混合比率设定为10％(重量)或更高。
如上所述，按照本发明，喷液头包含一挠性部件，其中喷射液体被从所述喷液头喷出时，挠性部件的自由端因加热气泡发生液体所产生的气泡而被移动，从而使气泡发生液体按预定比率被混入喷射液体中。结果，可得到如下效果可降低气泡发生液体的温度提高，这种温垛种温度的提高是在给气泡发生液体加热以产生气泡时发生的；可有效地排放气泡发生液体中所产生的气泡；可保持气泡发生液体的最初组分；可使喷射被稳定在最佳状态中。
此外，当把喷液的着色材料浓度保持在一个OD值容易改变的区域内时，可通过混合气泡发生液体使OD值起伏的比率增大；换句话说，可有效地控制图象密度的等级，以得到高质量的图样。
另外，按照本发明，气泡发生液体与喷射液体在液流通路中、于挠性部件之自由端与喷射孔之间被混合，并以混合态被喷出；于是可以形成高度均匀的喷点，它们具有良好的受到控制的密度等级。
虽然已经参考文内所述的结构描述了本发明，并不限制详细地设计第四种结构，而且，其应用被指定为覆盖那些改型和变化，正如同它们即在改善的意图或者所附各权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种喷液方法，它包括以下步骤提供一喷液出口；用于第一种液体提供与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；用于第二种液体提供与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；在所述第一液流通路与第二液流通路之间设置一具有可动部件的分隔壁；以及利用所述可动部件向第一液流通路的移动喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础的按重量计不少于10％第二种液体的混合物。
2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于以混合液在记录材料上所记录的图样具有不低于1.25的OD值。
3.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一种液体和第二种液体是不同的液体。
4.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一种液体包含颜料，第二种液体包含染料。
5.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于给所述第二液流通路设置产生气泡的装置。
6.一种如权利要求5所述的方法，其特征在于所述产生气泡的装置包括热能发生元件。
7.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述可动部件具有自由端，它靠近所述喷液出口，其中所述第一液流通路中沿所述可动部件移动的方向对着所述可动部件的流阻在靠近所述可动部件的支轴部分处小于靠近所述可动部件的自由端处，其中气泡在所述第二液流通路的气泡产生区内产生，由气泡产生的压力使所述可动部件的自由端移向所述第一液流通路，所述压力指向所述第一液流通路的喷射出口，以喷射液体。
8.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述可动部件具有自由端，它靠近所述喷液出口侧，所述第二液流通路有气泡产生区，其中所述可动部件面对着气泡产生区，所述第一液流通路中沿所述可动部件的移动方向对着所述可动部件的流阻靠近所述可动部件的支轴部分处小于靠近所述可动部件的自由端处，气泡产生区内所产生的气泡朝下游侧比朝向上游侧伸展得多，所述下游侧和上游侧是相对于朝向所述喷射出口的方向的。
9.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二种液体在混合物中的量按重量计不超过50％。
10.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二种液体在混合物中的量按重量计不超过30％。
11.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二种液体在混合物中的量按重量计不低于20％。
12.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二种液体在混合物中的量按重量计超过20％。
13.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一种液体包含按重量计3-5％的着色材料，所述第二种液体在混合物中的量按重量计不低于20％且不超过50％。
14.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一种液体包含按重量计超过5％的着色材料，所述第二种液体在混合物中的量按重量计不低于20％且不超过150％。
15.一种喷液头，它包括一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体的，与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；其特征在于利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础按重量计不少于10％的第二种液体的混合物。
16.一种喷液装置，它包括一个喷液头，所述喷液头包括一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；其特征在于利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础按重量计不少于10％的第二种液体的混合物；还包括驱动信号供送机构，用以向所述喷液头供送驱动信号。
17.一种喷液装置，它包括一个喷液头，所述喷液头包括一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体的，与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；驱动信号供送机构，用以向所述喷液头供送驱动信号，以便利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础按重量计不少于10％的第二种液体的混合物。
18.一种喷液头盒，它包括一个喷液头，所述喷液头包括一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；其特征在于利用所述可动部件向所述第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础按重量计不少于10％的第二种液体的混合物；还包括液体容器，用以容纳拟向所述喷液头供送的液体。
19.一种由记录头所喷液体给出的印刷品，所述记录头包括一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；其特征在于利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础按重量计不少于10％的第二种液体的混合物。
20.一种喷液头组件，它包括一个记录头，所述记录头有一个喷液出口；一个用于第一种液体与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；一个关于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；一个在所述第一液流通路与第二液流通路之间的带可动部件的分隔壁；其特征在于利用所述可动部件向第一液流通路的移动，通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础按重量计不少于10％的第二种液体的混合物；还包括液体容器，用以容纳拟向所述喷液头供送的液体；还包括容纳所述液体的充填部件，用以向所述液体容器充填所述液体。
21.一种充液方法，它包括以下步骤准备记录头，所述记录头包括一喷液出口；用于第一种液体提供与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；用于第二种液体提供与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；在所述第一液流通路与第二液流通路之间设置一具有可动部件的分隔壁；其特征在于利用所述可动部件向第一液流通路的移动通过所述喷液出口喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础按重量计不少于10％的第二种液体的混合物；其中将所述液体充填到所述第一液流通路和第二液流通路。
22.一种色调层次记录方法，它包括以下步骤提供一喷液出口；用于第一种液体提供与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；用于第二种液体提供与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；在所述第一液流通路与第二液流通路之间设置一具有可动部件的分隔壁；以及利用所述可动部件向第一液流通路的移动喷射液体，所述液体是第一种液体与以适量第一种液体为基础的适量第二种液体的混合物；其特征在于根据所要记录的色调等级控制所述的量。
23.一种如权利要求22所述的方法，其特征在于所述第一种液体含有按重量计0.3-3％的着色材料。
24.一种色调记录装置，它包括一个喷液出口；用于第一种液体提供与所述喷液出口液体联系的第一液流通路；用于第二种液体与所述第一液流通路相邻的第二液流通路；在所述第一液流通路与第二液流通路之间设置一具有可动部件的分隔壁；其特征在于利用所述可动部件向第一液流通路的移动喷射液体，所述液体是第一种液体与以适量第一种液体为基础的适量第二种液体的混合物；其中根据所要记录的色调等级控制所述的量。
25.一种如权利要求24所述的装置，其特征在于所述第一种液体含有按重量计0.3-3％的着色材料。
26.一种如权利要求24所述的装置，其特征在于所述第二液流通路备有产生气泡的装置。
27.一种如权利要求26所述的装置，其特征在于所述产生气泡的装置包括热能产生元件。
全文摘要
一种喷液方法，包括提供一喷液出口；用于第一种液体提供与喷液出口液体联系的第一液流通路；用于第二种液体提供与第一液流通路相邻的第二液流通路；在第一液流通路与第二液流通路之间设置一具有可动部件的分隔壁；利用可动部件向第一液流通路的移动喷射液体，所述液体是第一种液体与以第一种液体的量为基础不少于10％(重量)的第二种液体的混合物。
文档编号B41J2/14GK1150930SQ96105
公开日1997年6月4日 申请日期1996年4月26日 优先权日1995年4月26日
发明者中田佳惠, 野俊雄, 冈崎猛史, 吉平文, 工藤清光 申请人:佳能株式会社