[发明专利]液体喷射头和液体喷射设备

说明书

本发明涉及一种利用新喷射原理来喷射指定液体的液体喷射头，尤其涉及具有用产生气泡来使可移动元件位移之结构的液体喷射头和液体喷射设备。

本发明的液体喷射头能运用于各种设备中，例如打印机、复印机、具有通讯系统的传真机、具有打印机或类似部件的文字处理器、以及与一台或多台各种处理设备相连的工业记录设备，用它可在记录载体上进行记录，例如在以下的记录载体上：纸、丝、纤维、纺织品、皮、金属、塑料材料、玻璃、木材、陶瓷材料等等。

这里应注意，本发明中“记录”不仅指提供一个具有意义的图像。例如在记录载体上的提供字符或图案，而且也指提供没有具体意义的图像，例如在记录载体上的提供花纹。

传统的已知的记录方法之一是喷墨法，在这种方法中，热能被传递给墨水，从而使状态发生改变，伴随着这种状态的改变，墨水的体积迅速变化(起泡)，根据这种状态改变产生一个作用力，通过这个作用力把墨水从一个喷口喷射出去，并把这些墨水沉积在记录载体上，从而形成一个图像，这就是所谓的气泡喷射记录法。正如在美国专利No.4723129的说明书中所公开的那样，利用这种气泡喷射记录法的记录设备通常具有用于喷墨的喷口、与各个喷口相连的墨水流通道、以及用于能量产生装置的电热转换器，从而能把墨水流通道内的墨水喷射出去。

上述记录方法能在高速度和低噪音下获得高质量的图像，此外，由于执行这种记录方法的喷头能高密度地设置许多用于喷墨的喷口，因此它具有许多优点：例如，利用结构紧凑的设备就能容易地获得高清晰度的记录图像。因此，这种气泡喷射记录方法近年来被用于许多办公设备中，包括打印机、复印机、传真机等，而且也被用于工业系统，例如纺织品印花设备。

随着气泡喷射技术在各领域产品中的应用不断扩大，近年来，对下述的各种要求日益迫切。

例如，为了满足对提高能量利用效率的要求，就得对生热元件进行优化，如对保护膜的厚度作些调整。这种技术对提高把产生的热能传递给液体的传递效率很有效。

为了提供高质量的图像，提出了传动条件的要求，以便实现能良好喷墨的液体喷射方法，或基于高速喷射，稳定起泡，实现良好的喷墨能力。从高速记录这个立场出发，提出了对流通道结构进行改进的要求，以便能使液体喷射头具有很高的向液体流通道补充(再补充)被喷射的液体的补充速度。

在这种液体流通道的结构中，如日本专利申请拟定公开No.63-199972中，描述了这种流通道的结构，如图22A和22B所示。在这篇出版物中，发明这种流通道结构和喷头制造方法注意到了起泡时的所产生的回波(即与朝喷口方向相反的方向传播的压力，它是被导向液体腔12的压力)。由于这种回波不是朝喷射方向，因此都认为它是一种能量损失。

图22A和22B所示的发明中，公开了一种阀10，它设置在与起泡区分开的地方，并位于喷口11的相反侧，所说的相反侧是相对于生热元件2而言的。起泡区是由生热元件2而形成的。

在图22B中，对阀10作出了说明，这个阀10是用板材或类似材料制造的，它有一个初始位置，在这个初始位置，阀10紧贴流通道3的顶部，随着气泡的产生，阀10坠入流通道3。这个公开的发明是通过阀10来控制一部分前述的回波，从而抑制能量损失。

然而，在这种结构中通过对容纳喷射液体的这种流通道3内产生气泡的情况进行研究，很明显地注意到利用阀10控制部分回波，对于液体喷射是不实用的。

如前面所论述，回波本身最初与喷射没有直接关系。当在流通道3内出现回波时，如图22B所示，气泡外的与喷射直接相关的压力已经很容易从流通道3喷射液体。于是很显然控制回波，更确切地说，控制部分回波不能对喷射产生很大的作用。

另一方面，在这种气泡喷射记录方法中，不断地加热，而生热元件总是与墨水相接触，这样就会由于生热元件表面上的墨水被烧焦，从而形成沉积物。根据墨水种类的不同，有可能形成大量的沉积物，这能导致起泡不稳定，并使得很难进行有序地喷墨。因此，人们一直希望取得一种方法，不改变被喷射液体的性能就能进行良好地喷射液，即使这种液体易被热能破坏其性能或这种液体不易获得充分起泡。