[发明专利]液滴喷射装置和液滴喷射方法

说明书

本发明涉及一种液滴喷射装置，具体而言，涉及一种使微小液滴飞射到记录介质上以记录下视觉图象的喷墨记录头。本发明涉及一种液滴喷射装置，具体而言，涉及这样一种装置，该装置使在常温下是固体而加热后熔化的导电性材料以液滴状态的方式喷射到电路基板或类似物上并且在基板上形成连接集成电路LSIs或类似物的凝固块。

在作为已有技术的用于喷墨打印机的液滴喷射装置中，包括一种US3946398专利所述的装置，如图13(a)所示，一个压力件12来回摆动使一个墨水室30体积扩张，因而从一个墨水槽(未画出)中吸入如墨水的液体14，随后如图13(b)所示，压缩墨水室30的体积，对液体14施加压力从而使液滴20从一个喷嘴31中飞射到一种记录介质上。在日本专利特许号61(1986)-59911中公开了另一种装置，其中一个加热元件设置于一个墨水室中，由墨水中的热能瞬时产生气泡，通过气泡的膨胀力喷射出墨水。根据这种已有技术，可以设计出许多应用泵原理的液滴喷射装置。

已知飞射雾状液滴的液滴喷射装置包括在日本专利特开号4(1992)-14455、4(1992)-299148、5(1993)-38810的公报中所披露的装置。根据专利特开号4(1992)-14455的装置如图14(a)和14(b)所示使用一块传播板32作为驱动机构，在该传播板的传播面33的一端形成许多对针状电极IDT34；将大约20兆赫的高频交流电压施加给驱动器以激励传播面33表面并因此生成表面弹性波A。由此生成的表面弹性波A沿图中箭头所示方向移动，当它到达与墨水1接触的传播面33的部分时，穿过接触面而透入墨水14中，形成了纵向弹性波(声波)，该声波激励位于一个槽36中的一个墨水表面37而飞射出雾状液滴20。

在如专利特开号4(1992)-299148所述的装置中，如图15所示，在一个槽件38和一个共振器39之间形成一个构成墨水室30的缝。墨水室30通过虹吸效应注满墨水14；在厚度方向对共振器39施加共振；振动能被传递给墨水而最终在一个位于墨水出口40的墨水内表面41上形成一个自由表面波，从而，利用表面波互扰使墨水微粒根据共振器的振动频率以雾状被喷射出去。

根据专利特开号5(1993)-38810的装置，如图16所示，一对电极43设置在一块压电板42的上下表面，一个喷嘴45通过一个缝支承件44与该压电板相连，该缝通过虹吸效应注满墨水14。当由共振器频率(其由压电板42厚度决定)施加的电压施加在电极43构成的重叠面46时，压电板42共振在墨水14中产生超声波。超声波穿过墨水14，在注入一个喷嘴31的墨水刚超过该重叠面46时的墨水14的表面37上生成表面波。当表面波的振幅超过一定限度后，墨滴20从喷嘴31中以雾状被喷射出去。

根据上述任一个专利特开号1992-14455、1992-299148、1993-38810所述的装置，尽管在墨水表面产生表面波的方式不同，但都是根据与超声波润湿喷雾相同的原理，在自由液面上自由地生成表面波，并且利用表面波互扰使液体从非限定的众多喷射点中以雾状喷射出去。

在日本专利特开号63(1988)-162253公报中披露了一种利用声流声压的液滴喷射装置。根据该专利中所述装置，如图17所示，通过一个压电传感器47的振动产生超声波，并且利用一块球面隔音透镜48使超声波会聚在液体14的自由液面15上的一点，从而当声波撞击液体14的自由液面15时产生的辐射压将液滴20从自由液面上分开并将液滴喷射出去。

人们迫切需要喷墨和其它类型的打印机能提供彩色图象的输出。为了满足这种需求需要由明转暗时连续和光滑的色调层次的打印性能。为了在喷墨方法中获得这样一种层次打印性能，就必须通过调节象素之间的墨滴体积来调制层次，或是由许多远小于象素的墨滴构成每个象素并改变墨滴数目来调制层次。通过上述任一种方法，为了实现光滑的色调层次而不出现突变，形成远小于象素的液滴的技术是不可或缺的。但是，由于以下原因，用上述任一种液滴喷射装置都很难形成微小的液滴。