[发明专利]液体喷射头,液体喷射装置和液体喷射方法

说明书

本发明涉及一种使用通过供给液体热能产生的气泡喷射所需液体的液体喷射头，一种使用液体喷射头的喷射头盒，一种使用喷射头的液体喷射装置，一种用于液体喷射头的制造方法，一种液体喷射记录方法，以及一种使用液体喷射方法的印刷品。

更具体地说，本发明涉及一种液体喷射头，它具有可由气泡的发生而运动的可动件，一种使用液体喷射头的喷射头盒，和一种使用液体喷射头的液体喷射装置。本发明还涉及一种用于通过使用气泡的发生而运动可动件来喷射液体的液体喷射方法和记录方法。

本发明可应用于，例如，印刷机，复印机，具有通信系统的传真机，具有打印部分等的字处理器，以及与各种处理装置或处理装置结合的工业记录装置，其中，记录是在例如纸，线，纤维，织物，皮革，金属，塑性树脂材料，玻璃，木材，陶瓷等记录材料上进行。

在本说明书中，“记录”不仅意味着形成具有特定意义的字母，图形等的图像，而且包括形成没有特定意义的图案的图像。

已知一种所谓的气泡喷射型喷墨记录方法，其中，导致瞬时体积变化(气泡发生)的瞬时状态变化是通过供给油墨诸如热量的能量而引起的，从而在由状态变化产生的力的作用下通过喷射出口喷射油墨，这样油墨被喷射并附着在记录材料上而形成图像。如US专利No.4,723,129所公开的，一种使用气泡喷射记录方法的记录装置包括用于喷射油墨的喷射出口，一与喷射出口液体连通的油墨流道，以及一置于油墨流道中用作能量发生装置的电热变换器。

这种记录方法的优点是，可以高速和低噪音记录高质量的图像，并且可以高密度设置多个这种喷射出口，因此，可提供具有高分辨率的小尺寸记录设备，并可容易地形成彩色图像。因此，气泡喷射记录方法现在广泛地用于打印机，复印机，传真机或其它办公设备，并用于例如印染装置等的工业系统。

随着对气泡喷射技术的广泛需求的增加，近来对其提出了各种要求。

例如，需要提高能量利用效率。为满足此要求，已对例如调节保护膜的厚度等的热量发生元件的优化作了研究。该方法可有效地提高所产生的热量向液体的传播效率。

为了提供高图像质量的图像，已提出一种使喷墨速度增加和/或气泡发生稳定的驱动条件，以更好地进行油墨喷射。作为另一个例子，为了提高记录速度，已提出流道结构的改进，从而液体充入(再充入)液体流道的速度提高。

例如，日本公开专利申请No.SHO-63-199972提出如图1(a)和1(b)所示的流道结构。

因此，从朝向液体腔的回波的立足点出发提出一种制造方法的液体通道结构。回波被认为是一种能量损失，因为它对液体喷射没有贡献。它提出一相对于通常的液体流的方向位于发热元件2的上游的阀10，该阀安装在通道的顶壁上。它位于一沿顶壁延伸的初始位置。在气泡发生时，该阀位于向下延伸的位置，从而通过阀10抑制一部分回波。当气泡发生在通道3中时，抑制回波没有实际意义。回波不直接贡献于液体喷射。当回波在通道中出现时，用于直接喷射液体的压力已使液体可从通道喷射。

另一方面，在气泡喷射记录方法中，由与油墨接触的发热元件重复进行加热，因此，由于油墨的凝聚，燃烧材料沉积在发热元件的表面上。然而，根据油墨的材料，这种沉积量可以很大。如果发生这种沉积，则喷射变得不稳定。此外，即使当喷射液体为易被热量损坏的那种，或为气泡发生不充分的那种时，也要求液体能以很好的状态喷出，而不改变性质。

日本公开专利申请No.SHO-61-81172和美国专利No.4,480,259公开了不同的用于通过加热而发生气泡的液体(气泡发生液体)和用于喷射的液体(喷射液体)。在这种申请中，作为喷射液体的油墨和气泡发生液体由一硅橡胶等制成的柔性膜完全分隔开，从而防止喷射液体与发热元件的直接接触，并通过柔性膜的变形而将由气泡发生液体的气泡发生产生的压力传播至喷射液体。通过这种结构可防止在发热元件表面上的材料沉积并增加喷射液体选择范围。

然而，在这种喷射液体和气泡发生液体完全隔开的结构中，由气泡产生的压力通过柔性膜的膨胀-收缩变形而传播到喷射液体，因此，压力很大程度被该柔性膜吸收。此外，柔性膜的变形不是太大，因此，尽管喷射液体和气泡发生液体之间的隔板可获得某种效果，但能量利用效率和喷射力都受到损害。

因此，本发明的一个主要的目的是提供一种液体喷射原理，用这种原理以一种新颖的方式控制气泡发生。