[发明专利]液体喷射方法、液体喷射头、喷射设备和液体喷射头制造方法

说明书

本发明涉及借助热能作用于液体所产生的气泡而喷射液体的液体喷射头及其制造方法。本发明还涉及使用这种液体喷射头的液体喷射设备。

本发明可应用于在诸如纸、棉纱、纤维、布料、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷的记录介质进行记录的打印机、复印机、具有通信系统的传真机以及具有打印单元的文字处理机。本发明还涉及与各种处理设备组合构成的工业复杂的记录设备。

在这点上，在本发明的说明书中，术语“记录”不仅意味着给记录介质提供字符、图表、以及其它有意义的图像，也意味着给记录介质提供例如没有含意的图案的图像。

通常，对于众所周知的所谓气泡喷墨记录方法的喷墨记录来说，是通过给例如打印机的记录设备的流动通道中的液体墨水施加热能而产生气泡，由于气泡产生时导致体积急剧变化所产生的作用力使墨水从喷孔喷射并粘附到记录介质上。如在US 4,723,129的说明书中所述，采用气泡喷墨记录方法的记录设备一般设有用于喷墨的喷孔；与这些喷孔连通的流动通道；和设置在流动通道中用作能量产生装置的电热转换元件。

根据这种记录方法，能够在低的噪声量下以高速度记录高质量的图像，同时能够以高密度给使用这种极好的记录方法的喷墨头设置用于喷墨的喷孔，于是即使在较小设备中也能得到高分辨率的彩色记录图像。因此，近年来气泡喷墨记录方法已经广泛用于打印机、复印机、传真机、和其它办公设备。另外，这种方法甚至已经用于诸如纺织打印设备的工业系统中。

随着气泡喷墨技术和相关产品在各个领域中的广泛使用，对该技术在各方面逐渐产生了更多的要求。例如，为了得到更高质量的图像，要求提供在基于气泡稳定地产生或为了得到更好的记录而实现以高速度进行良好喷墨的液体喷射方法的驱动条件，要求改进流动通道的结构、以使液体喷射头具有较高的向已经喷射液体的通道中再填充液体的速度。

在这些要求中，对于随着喷嘴中生成的气泡的增大和收缩而喷射液体的喷射头来说，已经知道由于气泡沿着与相应喷孔相对的方向增大、及由此导致的液体流动对于释放能量的效率和液体再填充特性都是不利的。欧洲专利公开申请说明书EP-0436047A1中记述了增大释放能量效率和液体再填充特性的发明结构。

在这个欧洲专利公开申请说明书中所公开的发明中，第一阀切断靠近喷孔的区域与气泡产生区之间的连接，第二阀彻底地切断气泡产生区与供墨部分之间的连接，且这些阀交替地打开和关闭(见EP-0436047A1的图4-图9)。例如，根据前述公开申请的图7所示的实例，热产生元件110基本设置在基板125上的墨仓116与喷嘴115之间的墨水流动通道112的中心，如其图37所示、基板125构成墨水流动通道112的内壁。热产生元件110容纳在封闭墨水流动通道112内部的所有周边的区120中。墨水通道112包括基板125；直接叠加在基板125上的薄膜123和126；和用作封闭装置的舌形件113和130。在释放状态下的舌形件由图37中的虚线表示。在平行于基板125的平面上伸展并被限制器124终止的另一薄膜123用于遮盖墨水流动通道112。当气泡在墨水中产生时，与静止状态的限制器124接触的喷嘴区上的舌形件130的自由端向上移动。于是，墨水液体从区120进入墨水流动通道112并经喷嘴115喷射。在此时，设置在墨仓116区域内的舌形件113与静止状态的限制器124紧密接触。因此，区120中的墨水液体不可能进入墨水层116。当墨水中的气泡消失时，舌形件130向下移动并再次与限制器124紧密接触。之后，舌形件113在墨水区120中下落，从而允许墨水液体流入区120。

但是，按照EP-0436047A1说明书所述的发明，用于靠近喷嘴、气泡产生部分、和供墨部分的区域的三个室均被分成两部分。所以，当喷射时跟在墨水滴后面的墨水变成长尾巴，并且可能不可避免地出现比通常喷射方法中气泡增大、收缩和消失时更多的卫星(估计是因为由气泡消失所产生的弯月形收缩效应没有起作用)。另外，气泡喷嘴侧上的阀门会损失很大的喷射能量。此外，在再填充时(给喷嘴再补充墨水时)，尽管墨水液体随着气泡的消失供给到气泡产生部分，但直到下一个气泡产生之前液体都不能供给到靠近喷嘴的区域。结果，不但喷射墨水滴很不均匀，而且喷射响应频率也变得很小，因此这种方法很不实用。

本发明基于一个新的构思、通过改进沿着与喷嘴相对方向上的气泡增大部分的抑制效率提出了一个能增大喷射效率、同时提高再填充特性的具有划时代意义的方法和喷墨头结构，本发明与已有技术的明显区别是对喷嘴对侧上增大气泡的部分施加更有效的抑制。