液体喷射头和液体喷射设备制造技术

一种液体喷射头，它包括一喷口，用于喷射一液体，一起泡区，通过生热元件使热能应用在液体上，从而产生气泡，一可移动元件，面对起泡区设置，该可移动元件在第一位置和第二位置之间可以移动，其特征在于生热元件中有一用于起泡的起泡区，生热元件宽度中央和相对于液体流动方向的有效起泡区是相同的，起泡区的限条件为：有效起泡区的宽度≤起泡区的宽度≤生热元件的宽度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。本专利技术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，本专利技术中“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，专利技术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所示的专利技术中，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。这个公开的专利技术是通过阀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。从这个观点出发，提出了利用不同种液体的方法，一种通过热能而产生气泡的液体(起泡液)，另一种被喷射的液体(喷射液)，当产生气泡时，这种方法能把压力传递给喷射液，从而喷射这种喷射液，例如，在日本专利申请拟定公开NO.61-69467和NO.55-81172、美国专利NO.4480259等所公开的情况。在这些公开物中，用作喷射液的墨水通过硅橡胶或类似材料的柔性薄膜与起泡液很好地分隔开，使得喷射液与生热元件不直接接触，起泡液中起泡时所产生的压力(以下称起泡压力)通过柔性薄膜被传送到喷射液。采用这种结构，这种方法能防止在生热元件的表面上产生沉积物，而且提高了喷射液选择的自由度等等。然而，在这种结构的喷射头中，如上所述，喷射液和起泡液完全被分隔开，由于起泡压力是通过柔性薄膜的膨胀/收缩变形被传送给喷射液的，因此起泡压力很大程度上被柔性薄膜所吸收。此外，柔性薄膜的形变也不是很大，因此，降低了能量的使用效率和喷射力，尽管通过把喷射液和起泡液分隔开也能达到这种效果。本专利技术的主题是从以前从未考虑过的观点出发，把液体喷射方法的基本喷射特性提高到一个以前不可预料的水平。所说的液体喷射方法是通过在液体流通道内形成基本上传统的气泡(尤其是，气泡是伴随着薄膜沸腾而形成的)来实现喷射液体的。现在回到液滴喷射原理上来，为了提供一种利用气泡的、以前从未有过的全新的液体喷射方法，一些专利技术人已经进行了广泛而深入的研究，在这方法中，使用了喷头等。在当时，他们进行的第一个技术研究中，把出发点放在液体流通道中可移动元件的操作上，从而分析液体流通道内可移动元件机构的原理，在第二个技术研究中，他们把出发点放在通过气泡喷液时的液滴喷射原理上，在第三个技术研究中，他们把出发点放在用于形成气泡的生热元件的起泡区上。基于这些分析研究，他们建立了完全控制气泡的全新技术，对气泡的控制是按以下结构来实现的，可移动元件的自由端和支撑端的位置关系是这样设置的，自由端位于喷口侧，也就是下游侧，并且把可移动元件设置成面对生热元件或起泡区。此外，通过考虑由气泡本身传递给喷射液体的能量，发现能大量改进喷射性能的最大因素是气泡下游增大部分。也就是说，很明显，通过把气泡下游增大部分导向喷射方向，就能提高喷射效率和喷射速度。这就把本专利技术人引向一个与传统技术水准相比而显得特别高的水平，从而把气泡的下游增大部分被完全移向可移动元件的自由端一侧。此外，还发现最好还得考虑各个结构元件，如可移动元件、液体流通道等，它们与用于生成气泡的起泡区内的下游侧气泡的增大有关，例如，与经过电热转换器区域中心的沿液体流动方向的中心线的下游侧或与用于起泡的表面区域中心的下游侧的气泡增大有关。此外，还发现通过可移动元件位置的设定和液体供给通道的结构设置，可以大大提高液体的再补充速度。通过这些研究和从这些全面的观点出发，得出了一些技术知识，从中得出了优良的液体喷射原理，一些专利技术人和申请人已提出了许多关于这些原理的申请，基于这些专利技术，本专利技术人有了更好的见解。本专利技术人认识到的一点是，提供一种高密度液体喷射头，它具有更稳定的喷射力，尤其是本专利技术人在本专利技术中考虑到了生热元件和第二液体通道之间的位置关系。本专利技术的主要专利技术目的如下。本专利技术的第一个目的是提供一种液体喷射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体喷射头，包括一喷口，用于喷射液体；一起泡区，通过生热元件把热能作用给液体，从而可产生气泡；一可移动元件，面对所说的起泡区，并能在第一位置和第二位置间移动，第二位置比第一位置距所说起泡区更远，在基于所说起泡区内产生气泡而形成的压力作用下，所说的可移动元件从所说的第一位置移动到第二位置，并且通过所说可移动元件的移动使所说的气泡朝下游比朝上游膨胀得更多，从而能喷射液体，所说的上游下游是相对朝喷口方向而言的， 其中，在生热元件中；有一用于起泡的起泡区，生热元件宽度中央和相对于液体流动方向的一有效起泡区是相同的，起泡区的限条件如下： 有效起泡区的宽度≤起泡区的宽度≤生热元件的宽度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉平文，石永博之，樫野俊雄，工藤清光，浅川佳惠，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]