CN1054739A - 液体喷射记录头和液体喷射记录装置 - Google Patents

Abstract

一个液体喷射记录头包括一个热发生元件；一个 热作用区，在该区把从热发生装置产生的热作用到液 体上；一条液体供应通道，它邻近于热作用区并有一 个液体供应口，液体从这个口供到热作用区；一个邻 近热作用区的通道，它有一个孔，液体通过该口而喷 射；其中一根通过液体供口中心的中心线，并沿着液 体从液体供应通道到热作用区的方向，并直接通过由 液体喷射通道构成的壁。

Description

本发明涉及的是一种液态喷射记录头和带有这种记录头的液体喷射记录装置，更特别的是这种记录头或记录装置中的液体通道结构为了印制质量而是经过改进了的。

在所知的各种液体喷射记录机中，包括有一种机型，其压电元件的机械变形是由装在通道末端的喷射出口，而用液体喷射的容量变化使液体在通道中产生压力变化的。在一种机型中，其电极是布置在出口孔板的前面，而使液滴喷过孔板的运动方向偏移，而有一种机型，其热发生器配置在通道中，使瞬刻形成气泡，並通过出口喷液。最后的一种机型是使用特殊规定的热能，因为容易增加其显示密度，容易大量生产，而其制造成本不是很高。由这些优点就产生液体喷射显示出口，如这样一种孔板或诸如此类的孔，为使显示液体（墨水）的液滴能在喷射时呈高密度分布，为此，一种高清晰度的印制是可能的，而显示部分的整体尺寸就易于减小。近来在半导体制造工艺（IC）和/或显微处理技术方面，其可靠性上有显著的改进，这就能很好地加以利用，並且在制造加长部分或者两个选定尺寸的记录头是很容易的。

日本特开昭专利申请（申请号59975/1980，59976/1980及59977/1980）以及美国的专利（申请号4，330，787）中，为了改进喷射效果的目的，为了喷射灵敏特性、喷射的稳定性、长时间连续印制和高速记录以及其它等等，这些专利中已经有过建议。不管怎样，目前对于在更稳定的高速和高清晰度的要求上需要有更进一步的改进。尤其需要在喷射效果、较高速度的液体喷射及较高的稳定性方面有进一步的改进。

首先参见图1，它是一种用热能喷射液体的通常的液体喷射记录头的图例。

图中所示的液体喷射记录头100，它有这样的液体通道结构，包括一个液体通道101，一个热传动部分102和一条液体喷射通道103，它以按照液体的流动规定其顺序。

热传动部分102以一种热发生电阻的形式装备着一个热能发生元件104。该热能发生元件104接收主控信号，在热传动部分102，邻近热发生元件104，随着瞬间的热量产生而立刻加热液体，以便生成一种薄膜沸腾。于是产生一种力，它对液体通过设在液体喷射通道103末端的孔105时是有效果的，使喷射液体附在如纸张那样的显示材料表面上，这样就被有效显示出来。

供应到热传动部分102的液体需要量，用一种毛细管作用力或者另外的合适方式，使有效地经过液体供应通道101。

液体喷射部分103的前面部位，从其内侧逐渐汇合到孔口105以形成一个汇集空间106。由于这种内部结构，使经过孔口105的液体喷射的方向和速度得以正常。

在图1的记录头100中，汇集通道106装在通道的端部，孔板构件102有一个小孔，而孔带有适当的斜度。

如图1显示部分100的情况，液体供应通道101，热传动部分102及液体喷射部分103的后面部分，他们的中心线是同轴的，如图中数序号109所示，另外，该中心轴线109穿过孔板105的中心。

无论如何，这种通常的结构有着伴生液滴形成的问题，它会导致印制质量降低。

图2A、2B和2C示出形成伴随来的液滴的机构，尽管为了容易对这种机构的理解而有所夸张。当一个主控信号适用到热发生元件203时，犹如一个加热器，在充满液体的通道内就产生气泡204，如果2A所示出的那样。靠该处生成喷射力，主要的液滴205就通过孔口206射出。于是，它和气泡204迅速的体积缩小一起，墨水在气泡204的顺流和逆流下，如箭头A及箭头B的方向内运动，见图2B所示，墨水如所示的箭头A和箭头B方向运动而相互碰撞，或者产生使气泡衰减的一种冲击。由于这种冲击，就产生出伴随而来的液滴206，如图2C所示。伴随着的液滴喷射方向是在液体通道的中心线207上。序号201指出由此形成一个孔口的孔板构件。

伴生液滴因为下列理由降低了印制质量。由主要液滴形成印制模样，为此，伴生液滴妨碍了印制质量，除非把伴生的主要液滴存于该点上。如图2A、2B及2C所述，伴生的液滴或者液滴在主要液滴之后喷射。此外，伴生液滴的喷射速度不同于主要液滴，由于在其产生的机构有差别。一般说来，其速度是比较低的。因为在记录头和接收记录的材料间有一个相关联的运动，其主要液滴的位置和伴生的液滴是不同的。

如图3所示，当一个中心线304连接孔板构件301中孔302的中心和孔板逆流侧303的中心时，相对于通道305的中心线306是倾斜的（角度307），主要液滴的方向是沿着孔板的中心线304，而伴生的液滴喷射方向是在墨水通道305的中心线上，为此，在上面所说的情况下，主要液滴和伴生液滴的位置相隔更远。实际上，已确认了伴生液滴的形成相对于主要液滴的生成间的延迟，从而降低印制质量，这可归因于这种延迟，在印制速度加快时更显得突出。更特别的是，所印制征状的边部或类似其它等会变得模糊，这样，要有良好的影象就显得困难了。在图3中，序号304指定为热发生元件。

由于当前高速印制的要求，因伴生液滴或液滴的印制质量降低就成为一个值得注意的问题。

本发明的主要目的是要提出一种墨水喷射记录头，一种墨水喷射记录构件，一种墨水喷射显示的夹头和一种墨水喷射的记录装置，于此，在影象质量上已作了改进。

本发明的另一个目的是提出这样一种记录头、构件、夹头或者装置，于此，伴随印刷（其液滴的主要部分及伴生部分在不同的位置上喷射到材料上，並使其有效记录），即使在高速记录时也会有效。

本发明的进一步的目的是提出一种液体喷射显示部分和一种液体喷射记录装置，它能形成高速和高清晰度的印制。

本发明的进一步的目的是提出一种液体喷射记录头和一种液体喷射记录装置，由此，其液滴的喷射效果被明显改进，並且它们都容易制造並适合大量生产。

本发明的进一步的目的是提出一种液体喷射记录头和一种液体喷射记录装置，它更适合于高密度、多孔型。

本发明进一步的目的是提出一种液体喷射记录头和一种液体喷射记录装置，由此，能压制伴生物的形成。

本发明的进一步的目的是提出一种液体喷射记录头和一种液体喷射记录装置，由此，液体能在较高速度下喷射。

本发明提供一种液体喷射记录头和装置，它包括：一台热发生元件;一个起加热作用的区域，在那儿由所说的热发生方法发生热量并作用到液体上;一条靠着热作用区的液体喂入通道，通道有一个将液体供入热作用区的液体供应口;一条邻近所说的热作用区的液体喷射通道和一块孔板，液体通过该孔喷射;在那儿有一条中心线，它经过所说液体供应口的中心，並沿着液体方向，从所说的液体供应通道到所说的热作用区，它直接通过由所说的液体喷射通道构成的壁。

根据本发明的另一种情况，还提供有一种液体喷射记录头或装置，它包括：一个热发生元件;一个起加热作用的区域，在那儿由所说的热发生方法发生热量并作用到液体上;一条邻近于所说热作用区的给料通道，它有一个把液体供到所说热作用区的液体供料口，有一块孔板，液体通过该孔而喷射;其中有一平面，它包括一条经过所说孔板的中心线和一块包括贯穿所说液体供应孔的中心线的平面，並且沿着供液方向从所说的液体供应通道到所说的热作用区，它们在所说的液体喷射通道中交叉。

本发明的这些以及其它目的、特点和好处，将根据本发明随同其附图的最佳方案的下述说明而显得更加明显。

图1简单图示出通常的液体喷射记录头的主要部分;

图2A、2B及2C简要图示一个伴生物生成机构的例子;

图3简单图示出另一种通常的液体喷射记录头的主要部位;

图4表示了根据本发明的第一实施例液体喷射记录头的一个主要部位结构;

图5示出根据本发明第二实施例的液体喷射记录头的一个主要部位的结构;

图6表示了根据本发明第三实施例的液体喷射记录头的一个主要部位的结构;

图7表示了根据本发明第四实施例的液体喷射记录头的一个主要部位的结构;

图8表示了根据本发明第五实施例的液体喷射记录头的一个主要部位的结构;

图9、10、11、12及13相应示出使用图4、5、6、7及8的液体喷射记录头的墨水喷射夹头和记录装置。

参照图4，表示出根据本发明的一个实施例的液体喷射记录头横断面的一个主要部位。

序号401及402是表示一块板状的孔状构件和在孔状构件401中形成的一个小孔（喷射出口）。小孔402包括孔状构件401的主要表面上的一个前孔以及主要表面上的其它一个后孔403b。墨水通道404依次顺着墨水流向，包括一个墨水供应通道405，一个热传动部分406和一个墨水喷射通道407。墨水通道404主要由它们所组成。热传动部分406装有像加热器或类似加热器的热发生元件。序号409、410及411表示一个孔的中心线，一根通道的中心线和孔板中心线409及墨水通道中心线410之间的一个角度。

墨水供应通道405和热传动部分406是用一个用作墨水供应口的后孔412相互连接。

热传动部分406和墨水喷射通道407是用一个前孔413相互连接。墨水喷射通道407包括一后面部分414，它有一个从热传动部分406伸出的散射空间。

小孔402，从热传动部位406侧构成一个汇合通道。孔板中心线409是用于显示主要液滴的喷射方向。而孔板中心线409通过前面孔403a的中心和后面孔403b的中心。在图4中，用箭头X表示主要液滴的喷射方向。在图4中示出液体喷射记录头400，一个包含中心线409的平面和一个包括中心线410的平面，彼此相交于后面部分414。在此方案中，中心线410与小孔402的内表面相交。在有了主控信号时，该热发生元件408很快产生热量，而且在热发生元件408处的液体立刻被加热，为此在热发生元件408的表面上瞬即形成一个气泡。随着气泡的生成，一个主要的液滴就在X方向中喷射。借热传动部分406中所形成气泡的消除，就有了伴生液滴或液滴的可靠形成。即使伴生液滴生成，它也沿着中心线410喷射，所以，它在通过孔403a喷射之前，就在小孔402的内壁上碰撞，因此就不会向外射出，为此，归因于伴生液滴生成的不均匀印制就不会在记录材料上产生。

图4中所示的液体喷射记录头400，供应到热传动部分406的墨水液体是沿着用箭头y所示的墨水供应通道405的方向供应的。方向y是与中心线410同向。

中心线410通过后孔412的中心。从改进喷射效果和增加主要液滴的喷射速度的观点看，其后部孔403b的面积，最好等于或小于后面部分414的最大开度面积。

热发生元件408，从改进喷射效果的观点说，元件最好是平面状，这样就有光滑的液体流动通路，以稳定提供表面大小均匀的主要液滴。

图5及图6示出其它的最佳实施例。

在图5中，序号501及502，相应地表示一块孔板及一个汇合小孔（出口）。序号503、504、505及506相应表示一条墨水通道，一个热发生元件呈平面状，一条小孔502的中心线或者一条基本中心线以及一根通道的中心线。

在图6中，序号601及602相应表示一块孔板及一个汇合小孔。序号603、604、605、606以及607表示一条墨水通道，一个热发生元件呈平面状，一条孔板中心线连接小孔602的前孔中心和后孔602b的中心，墨水通道的中心线，以及一个孔的中心线605和墨水通道的中心线606之间的倾斜角。

在上述两种方案中，伴生液滴的喷射方向紧靠在小孔602的内壁上，所以伴生液滴就不会喷射出来。

在图5的方案中，孔的中心线505和墨水通道503的中心线506是平行的，或者是基本上平行的，为此，两根中心线彼此不会交叉。

图7表示根据另一实施例的墨水喷射记录头的一个主要部位，在此只示出一个孔的断面图，可是它可以提供许多孔的。

对于液体喷射记录头的液体通道701，它是靠一供料容器（未表示出）来供应液体，一根供应管（未表示出）和一个过滤器（未表示出）及其它等等。

可以用适当的加压方法，如泵等来增加液体压力到这样的限度，即单靠增压方式不会让墨水由喷射孔703喷出。

为减少热能，如图所示，热发生元件704配置在热传动部位705中。由此产生的热能，在热传动部位内作用到液体上，而液体在此即刻要受导致气泡生成形状变化的支配。由此产生的喷射力有效地使液体的液滴通过喷射孔703喷射。液体通道701的主要部分是由一条适量供液到热传动部分705的通道和一条液体喷射通道707所组成的，而通道707是用来容纳要通过喷射孔703喷射的液体的，它是靠上述在热传动部位705产生的喷射力来喷射液体。

在图7所示的液体喷射显示部分的情况下，其热传动部分705和液体供应通道706都有着基本上相同的内部结构。特别在热传动部分705和液体供应通道706之间的外形部分是呈直线的，为此，就能有效完成供到热传动部分705的液体。液体喷射通道707是由带有边缘后孔708的前区709及后区710所构成。前区709有一转动，它绕着中心线YO並通过喷射孔703和后孔708的中心来转动。通道的横截面从后孔708向喷射孔703渐渐减小。

后区710与带有前开口711边界的热传动部分705相连，而该通道逐渐从前开口711侧向后孔708侧偏斜。在图7的液体喷射记录头700这一情况下，热传动部分705和液体喷射通道707是这样连接的，即其中心线YO经过前开口711的中心O。

热传动部分705和液体供应通道有一个共同的中心线XO，而其横断面的结构从那里与中心线XO交叉是基本上相同的。

在图7中所示液体喷射记录头700的情况下，在中心线YO和中心线XO之间形成一个角度θ，中心线XO经过前开口711和后开口712的中心，两根中心线相交于O点。液体通道701是这样的结构，其中心线XO邻接液体喷射通道707前区709的内壁。液体通道701被带有供液体通道槽的印版和带有热发生元件704的加热器模板714所限定。角度θ可以由成熟的工艺和其它参数来适当地确定，以便完成本发明的目的，在本发明中，角度θ最好不小于90度，但要小角180度，更好的是不小于135度而且不大于177度。在图7的方案中，液体喷射通道707是由构成液体喷射部分707的前端区域709的开口度，它有一块构成液体通道并带有槽的印版712以及由一块装有热发生元件704的加热器印刷模板713所限定。后面区710的底部表面是从热发生元件704的延伸，使液体能光滑流入热传动部位704上。

后区710具有一种形状，从中心线YO的一头到另一头的截面积，朝着喷射孔703一边逐渐增加，所以在后区710中的流动阻力是小的，因而就增加了喷射效率。

在前区709中，它的从中心线YO的一头到另一端的截面积是朝着喷射孔703逐渐减少，所以它能使喷射质量适当，並且能增加喷射的速度。

图8是根据本发明另一个实施例的墨水喷射记录头的一个主要部位。示于图8中的液体喷射记录头800是装有一条液体通道802，其端部有一喷射孔801，还装有沿着通道802布置的热发生电阻器803。

液体通道802主要由一条供液通道802（图8只示出其一部分），一个热传动部分805以及一条液体喷射通道806所构成。而液体喷射通道803是由前区808及一个带后孔807边界的后部区域809所构成。一根中心线XX′，它连接着喷射孔801的中心和后部孔807的中心，並与通过前开度810和后开度811的中心的中心线YY′相交于后区809的O点。

在图8所示的液体喷射记录头800的情况下，它与图7中所示出的液体喷射记录头700相对比，其中心线YY′在前区808中不是穿越其内壁，而是通过喷射孔801的。液体通道802就是这样构成的。

前区808是从喷射孔801侧向后部孔807侧逐渐偏斜，而是在后部孔807的位置处与其后区809相连。在后孔的位置处，后区中开口度的面积，相对于前区的开口度面积来说它是足够大的。换一句话说，前区808和后区809的构造是这样设计的，而相对于前区808的容积，其后区的容积是足够大的。通道802是由一块带有一个开度（前区808）的印板和构成后区809的槽所限定，而热传动部分805及液体供应通道804以及装有热发生电阻器803的加热器模板813，是通过半导体加工处理所组成的。

在图8中所示的液体喷射记录部分，其前区808的结构，相对于热发生电阻器803表面及热传动部分803中心线XX′的倾斜度是设计成这样，而它的中心线XX′横过热发生电阻器803的表面。此外，后区809的容积做得足够大，所以，其喷射效率要比通常的结构有明显的改进，另外，其喷射方向是稳定的，並提高了喷射速度。

在印板812及加热器模板间有一连接凹座。由此，而使印板812由于热变形有点弯曲，或者即便加热器模板813的连接表面粘度稍减，而本发明的目的还是能有效地完成。此外，即使由于因热膨胀系数在印板812及加热器模板之间的差别，而在连接处产生缝隙，凹座也能防止邻近通道相互之间的干扰。

图9、10、11、12及13示出一个墨水喷射器IJU，一个墨水喷射加热部分IJH，一个墨水储存器IT，一个墨水喷射管夹IJC，一个加热托架HC，和一个墨水喷射装置的主要组合件IJRA，这此都是根据本发明和其中的有关件表示出来的。其相应构件的结构在下面予以说明。

从图10的透视图中可以了解到本方案中的墨水喷射夹头IJC，它有一个相对大的墨水储存空间，墨水喷射器IJU的端部稍微从墨水容器IT的前侧表面伸出。墨水喷射夹头IJC用适当的方式，可以将其装在墨水喷射显示装置主体IJRA托架HC（图12）的正确位置上，并带有电子接触器，其后将予以详细叙述。在本实施例中，它是一个可拆卸装在托架HC上的活动部分。其结构揭示于图9-13中，它包含各种新型特点，一般地首先加以叙述。

（ⅰ）墨水喷射器IJU

墨水喷射器IJU是一种用发生热能的电热转换器的气泡喷射记录型式的器件，它随着电信号而形成墨水的薄膜沸腾。

参见图9，该器件包括一块加热器模板901，它有电热转换器（喷射加热器），布置在一块Si硅基片线和铝制的电导管线或者诸如此类的线上，从那里来提供电源。电热转换器及电导管是由薄膜生成过程形成。一块插接板902是与加热器模板901相连，它包括适合于加热器模板901的引线（例如，用引线接合技术来连接）和垫料903，它布置在引线的一端，用来接收从记录装置主体部分来的电信号。

一块装有凹槽的顶板904，限定了各块隔板墙，用来分开邻近的墨水通道，还装有一个将墨水供应到相对墨水通道储存墨水的普通液箱。顶板904与墨水喷射开口905是整体做成的，以接收从墨水容器IT供来的墨水，並且直接送到普通液箱。顶板还有一块孔板906，它相应于墨水通道有许多喷射出口。整体模子的材料最好是聚砜材料，也可以用另一种模铸的树脂材料。

一块用金属做的支撑板907，举例，它的作用是支撑引线板902的后部，使它在一个平面上，而平面由墨水喷射器IJU的底板所构成。一根限位弹簧908呈M状，其中间部位促使普通液箱带有一个小的压力，以及一只夹件909，使线状的压力集中到一部分的液体通道上，最好该部分是在喷射出口的周围。限位弹簧908有夹住加热器模板901的腿，而顶板904穿入支撑板907的开口913，並接到支撑板907的后表面。这样，加热器模板901和顶板907就被弹簧的腿和夹件909产生的集中压力所夹住。支撑板907有定位开口913、914和915，它们与两个定位凸出件910和墨水容器IT的溶剂定影凸出件911和912相接合。还包括在其后部的凸出件916、917，用以固定主体IJRA的有关托架HC。

另外，支撑板907带有一个孔920，通过该孔有一根供应管子918，将于以后加以叙述，它从墨水容器中插入。引线板902用接合剂或类似的物料将其装在支撑板907上。而支撑板907在邻近定位凸出件917和917处设有凹座920及920。

如图10所示，组合的墨水喷射夹头IJC有一个射影部位，它的三个侧边上开有许多平行槽子923和924。凹座920及920设在顶侧和底侧平行槽的延伸部位上，用它来防止从抵达凸出件916及917的墨水或外来物顺着槽子运动。覆盖件925上有平行槽923，见图12所示，墨水喷射夹头IJC与墨水容器一起构成一个外箱，以限定储存墨水喷射器IJU的空间。墨水供应件926开有平行槽子924，供应件有一根墨水导管927和上述的墨水供应管918相连，並且在供应管918侧悬臂着。为了保证墨水导管927和墨水供应管918在固定侧处的毛细管作用，插入一只密封销928。

垫料929，它密封住墨水容器IT和供应管918之间的连接部分。一只过滤器930布置在供应管的容器侧端部，墨水供应件926是模铸的，因此，它能以低的成本做出高的定位精度。此外，导管927的悬臂结构保证了导管927和墨水进口905间的压力接触，即使在大量生产墨水供应件926时也能保证。

在本实施例中，在压力接触的状态下，靠墨水供应件侧的平滑的密封接合剂，就可容易地保证得到墨水的园满传送。墨水供应件926可以用墨水供应件926上插入並穿入其后部的销子（未示出）固定到支撑件907上，销子穿过支撑件907的开口931及932，并加热熔固其部位，使销子通过支撑件907的后部而凸出。在墨水容器（IT）的安装侧表面的墨水喷射器IJU凹座内加热熔固其稍稍伸出的部分，为此，就能正确使喷射器IJU定位。

（ⅱ）墨水容器IT

墨水容器包括一个主体933，一个墨水吸收材料和一块盖板935。墨水吸收材料934从喷射器IJU安装侧的相对一侧插到主体933中，此后，盖板件935将主体密封住。

墨水吸收材料934在主体933中是这样布置的。墨水供应口936的作用是供应墨水到有上述部件901-906的墨水喷射器IJU中，它也用作墨水的喷射入口，允许开始的墨水在喷射器IJU装到主体935部位之前供到吸收材料901中去。

在本实施例中，墨水可通过气孔和本供应开口来供应。为了墨水供应得好，在主体933的内表面上做上筋条937並在盖板935的内侧做上筋条916和920，它们有效的在墨水容器内提供了一条墨水现有部位从气孔侧连续延伸到主体的拐角部分，它也是离墨水供应开口936最远的部位。这样，为了很好地均匀分布墨水，最好使墨水通过供应开口936来供应。这种供应墨水的方法最为实际有效。本实施例中的筋条937是四根，而筋条937平行于延伸到邻近墨水容器的主体后侧的托架运动方向上装设，由此，从紧贴主体后侧的内表面挡住了吸收材料934。在盖板935内表面上做成的筋条916和920是大体上处在筋条937的延伸位置上，不管怎样，和大筋条937相比，筋条916和920的尺寸是小的，犹如分割过的筋条，所以从存在的空气空间上说，筋条916和920要比筋条937大一些。筋条916和920布置在盖板935的整个面积上，而该面积不大于其总面积的一半。由于筋条的这种措施，墨水吸收材料角部的墨水就离开供应开口926更远，它就能够稳定地确保靠毛细管作用将墨水供应到进入口。夹头装有一个通气孔以排出夹头内侧间的外部空气。通孔922内侧有一防水材料922，以防止内部墨水通过气孔922向外漏出。

墨水容器IT内的墨水容纳空间基本上是矩形的平行管道，它的长侧对着夹头运动的方向，为此，上述的筋条排列更为有效。当长侧沿着夹头的运动方向延伸时，或者当墨水的容纳空间是正六面体时，最好在盖板935内侧的整个面积上做成筋条，使墨水吸收材料933来的墨水能稳定供应。从有限的空间内储存尽可能多的墨水观点来说，正六面体结构是最好的。不管怎样，从墨水容器以最小有效的部分来使用墨水的观点来看，可在两侧表面把筋条做成一个角的形状是最佳措施。

在本实施例中，墨水容器的内侧筋条916和920大体上均匀分布在矩形平行管道形状的吸收材料的厚度方向中。这种结构是有意义的，因为在吸收材料中的墨水消耗时可使墨水容器IT中的空气压力分布得均匀，所以剩下的不可利用的墨水数量基本上等于零。最好将筋条布置在表面或者外侧表面的一个园弧上，园弧的中心在矩形墨水吸收材料的顶部表面，供应墨水开口936的伸出位置上，其半径等于矩形的长边，之后，在墨水吸收材料的园弧外侧就很快建立起绕流的空气压力。墨水容器的气孔位置IT如果这是很好的引导绕流空气到布置有筋条的位置也不受本实施例的位置所限制。

在本实施例中，墨水喷射夹头IJC的后侧是平的，所以在本装置安装时所需要的空间可减到最小，从而保持最大的墨水容量。为此，本装置的尺寸可以减小，同时，可以减少夹头更换的频率。利用空间的后部空间，可统一墨水喷射器IJU和气孔921的凸出量。凸出部分的内侧基本上是空的，而空的空间938起到了在吸收材料的厚度方向上，均匀地把空气供入墨水容器IT的作用。因为上述这些特点，本夹头从整体来说，其性能要比普通的夹头好。其供气空间938要比通常的夹头大得多。另外，通气孔921是在上部位置上，所以因某些原因或另外情况，如墨水从吸收材料上脱离，其供气空间938能够暂时的保持墨水，而让要被吸收的墨水回到吸收材料中来。为此可以节省墨水不经济的消耗。

参见图11，示出一种墨水容器IT表面的构造，喷射器IJU装在它的上面。两根定位伸出件910是在一条线（L₁）上，它通过孔板906内的喷射出口组的实际中心，並且和墨水容器IT的底部表面平行，或者平行于托架的墨水容器支撑的有关表面。伸出件910的高度比支撑件907的厚度稍微小一点，伸出件910起到校正支撑件907位置的作用。在图中右侧的伸出部上，有一块棘爪939，它与托架定位钩4001的直角接合表面4002相接合。所以，墨水喷射器的定位力和托架作用于一个平面的力成比例，该平面平行于包括线L₁在内的参考平面。这些关系是有意义的，因为墨水容器定位的精度变成相当于记录头喷射出口的定位精度，它将随同图12在其后予以说明。

伸出件911和912相当于固定支撑件907到墨水容器IT边的固定孔914和915，伸出件911和912比伸出件910长，所以它们穿过支撑件907，而熔焊伸出部分把支撑件907固定到侧表面。当一根线L₃经过伸出件911並且垂直于线L₁时，画出一条线L₂经过伸出件912並垂直于线L₁。供应开口936的中心基本上在线L₃上，供应口936和供应式样918间的连接是稳定的，为此，即使夹头落下来，或者即使有一冲击传给夹头，它也能使加到连接部位上的力减到最小。另外，因为线L₂和L₃不是重叠的，还因为伸出件911和912是靠近伸出件910设置，它更靠近墨水喷射部分的墨水喷射出口，相对于墨水容器墨水喷射器的定位有了进一步的改进。在本图中，曲线L₄表示墨水供应件926外壁在安装时的位置。由于伸出件911和912是沿着曲线L₄的，伸出件能有效的提供足够的机械强度和正确的定位足以承受IJH部分端部结构的重量。

一个墨水容器IT的端部伸出件940是与整个托架的前部板相接合，用来防止墨水夹头从其位置上严重位移出来。一个挡块941是与一根未表示出来的托架HC杆子相接合，在夹头IJC正确地装得可转动时，（这将在其后叙述）挡块941就取在一根杆子下部的位置，为此，即使施加一个不需要的往上的力使夹头从正确位置上脱开的趋向，正确安装位置也能保证。在装好IJU器件后，用一块盖板925盖住墨水容器IT。于是，IJU器件除了底部，其四周都被封装好。不管怎样，其底部敞开是允许要装在托架HC上的夹头IJC靠近托架HC，因此，墨水喷射器基本上是以六个边封住的。所以，墨水喷射部分IJH的热量是在封闭的空间内发生的，它对封闭空间的温度维持是有好处的。

无论如何，如果夹头IJC不断地长时间工作，其温度会有一点升高。针对这温度的升高，在夹头IJC的顶部表面上开有一个狭长口942，其宽度小于封闭的空间，由此增加了自发的热辐射，这可防止温度升高，而整个IJU器件的温度均匀分布不会受外界条件的影响。

在装好墨水喷射夹头IJC后，将墨水从夹头的内侧，通过供应口936支撑件907的孔919和墨水供应件926的后侧进口把墨水加到供应件926的箱子里。

由墨水供应件926，通过出口，供应管子和一个在顶板904上的进口905，将墨水供到普通箱子内。传送墨水的连接部位用硅橡胶或丁基橡胶或者诸如此类的材料来密封，以保证不透气的密封。

在本实施例中，顶部板904是用对墨水有抵抗性的树脂材料做成，诸如聚砜，聚醚砜，聚苯撑气，聚丙烯等材料。它与孔板部分906一起在模子中整体铸成。

如前面所说的，整体部分包括墨水供应件926，顶部板904，孔板906及整体部件以及墨水容器本体933。为此，保证了装配的精度，还容易大量生产。其部件的数目比不适当装置中的要少，所以就能保证其良好的性能。

在本实施例中，如图9-11所示，其安装后的形状是这样的，其墨水供应件926的顶部板943连同顶部的一端有一狭长孔942，以便形成如图10所示的长孔S。底部944连同一块薄板的给料侧端4011，限定了墨水容器IT的底部盖板925，使形成类似长孔S的狭长口（图中未示出）。在墨水容器IT及墨水供应件926之间的狭长口是对增加热辐射有效果的，它也不致使墨水容器IT的所需压力直接影响到供应件或墨水喷射器IJT。

上述的各种结构都能个别地有效的提出其相应的优点，当它们彼此组合时更为有效。

（ⅲ）墨水喷射夹头IJC至托架HC的安装

在图12中，一个平辊5000将记录介质P从底部导至顶部。托架HC沿着平辊5000是可以移动的。托架HC包括一块前板4000，一块为电气连接的支撑板4003，以及一个定位钩4001。前部板906有一2mm的厚度，比较靠近平辊布置。在夹头IJC装到托架时，前板4000靠近墨水喷射夹头IJC的前侧布置。支撑板4003支撑着一张可弯曲的薄板4005，其上有许多填料块，它相应于墨水喷射夹头IJC的引线板902上的填料903，以及一块产生弹力的橡胶填片4007，压力迫使可弯曲薄板4005的后侧弹压填料块903。定位钩4001用作固定墨水喷射夹头IJC至记录位置。前板4000上装有两个定位伸出件表面4010，它相应于前面所述的夹头支撑件907的定位伸出件916和917。夹头装好后，前板接收垂直于伸出件表面4010方向上的力。为此，多个加强筋（未示出）在前板平辊侧的力的方向上伸长。筋条约以0.1mm小量地从前侧表面位置L₅，在夹头IJC安装时伸向平辊。所以它们用作伸出件头部的保护。支撑板4003装有多个加强筋条4004，在垂直于上述前板筋条的方向上伸出。加强筋4004的高度从平辊侧至钩子4001侧递减。由此，夹头如图12所示，在安装时是倾斜的。

支撑板4003在其较低的左面部位上装有两个另外的定位表面4006，即在更靠近钩子的位置处。定位表面4006相应于伸出件表面4010由另加的定位表面4006，夹头在对着以上述定位伸出件表面4010的夹头接收力的方向上接收这个力，所以其电气接触得以稳定。在上下伸出件表面4010之间，配有一个填料接触区，为此，相应于填料946，橡胶片4007的伸出件变形量就可以定出来。当夹头IJC固定在记录位置的时候，定位表面就与支撑件907的表面产生接触。在本实施例中，布置着支撑件907的填料903，所以，相对于上述线L₁，它们是对称的，并为此，橡胶片4007对应的伸出件的变形量可做得一致，以稳定填料946和903的接触压力。在本实施例中，以上下两行两列来排列填料块903。

钩子4001上装有一个与固定销子4009相接合伸长孔。用这个伸长孔来规定它的可移动的范围，钩子4001以逆时针方向转动，并在其后，它沿着平辊5000向左移动，由此，墨水喷射夹头IJC就被定位到托架HC上。钩子的这种移动机构可以用另外一种结构来完成，但是最好用杠杆一类的构件。在钩子4001转动期间，夹头IJC从图12所示的位置向平的一侧移动，而定位伸出件916及917进行与定位表面4010相接合的位置上。于是，钩子4001朝左移动，所以钩子表面4002接触到夹头IJC的棘爪939，而墨水夹头IJC绕着在定位表面916及定位伸出件4010在水平面间的接触来转动，为此，其填料块903和946就相互接触。在锁上钩子时，即保持在固定或销紧位置，由此在填料块903和946之间，定位部分916及4010之间，固定的表面4002和棘爪的固定表面之间以及支撑件907和定位表面4006之间，立刻形成全面接触，因此就将夹头IJC就完全地装在托架上了。

（ⅳ）本装置的总体布置

图13是一种墨水喷射记录装置IJRA的透视图，其中采用了本发明。

一根导向螺丝5005，传动电机5013的向前向后转动来带动传动齿轮5011和5009，并使导向螺杆转动。导向螺杆5005刻有螺旋槽5004，它与托架HC的销子（未示出）相接合，由此，托架HC在a和b的方向上是可以往复的。一块薄片限定板5002，限定这块板在台板上超过托架的移动行程。静止位置限定装置5007及5008如一种照相联接的形式，以限定托架的拉杆，拉杆到位时，相对于电机5013的转动方向就要转向。一个支撑件5016支承着记录头的前端表面和覆盖记录头的覆盖件5022。吸收装置5015，其作用是通过帽盖的开口5023来吸记录头以便恢复记录头。

一把清理刀片5017用一移动件5019作向前向后的移动。他们由本装置主装配件的支撑架5018支撑着，刀片可以是另一种形式，较特别的是一种已知的清理刀片。杠杆5021有效的起动着吸收、恢复的操作并随着与托架接合的凸轮5020的运动一起移动，从电机来的传动力可由所知的传递设备诸如离合器或诸如此类的设备来控制。

在本实施例中当托架被导向螺杆5005导至起始位置时，就能够执行覆盖、清理及吸收等操作。不管怎样，本发明可以用系列中的另一种形式、采用不同的定时，这些操作都是有效的。单独的结构都有其优点，另外，如合起来则更好。

如前面所说的，根据本发明，其液体通道的结构导致墨水喷射记录头和一种墨水喷射记录装置具有一个高喷射效果而没有伴生的印制，所以一种高质量的印制是可能的。

此外，它减少的部件的数量，所以其结构就显得简单化，而且其制造也是容易的。尤其是，其生产率显著改进，在大量生产情况下，能提供一种高密度多孔型的记录头和装置。

根据本发明的一个实施例，一个壁面部分是经过慎重考虑横向布置在伴生液滴的液体通道，以防止或阻止伴生液滴从记录头射出，所以防止并减少了伴生液滴印刷。

随着伴生液滴的消失或减少，其边部的印制特性或图象就能在表面形成，并能提出高清晰度和高速度的墨水喷射记录头。

此外，伴生液滴能回入液体通道，因此，就能减少墨水的消耗。假定伴生的液滴量为0.6pl的墨水，相对的主要液滴量为60pl的墨水，这就能节省墨水1%的消耗。

本发明是特别适用于日本佳能Kabushiki  kaisha开发的一种气泡喷射记录头和记录装置中。这因为它的图象构件的离密度和显示上的高清晰度都是有可能的。

在美国专利号4，723，129和4，740，796中披露了一种最佳的典型结构和操作原则。该原则可用在被称作一经请求型（on-demand  type）的记录系统和连续型的记录系统上，而特别适用于一经请求就印出的型式，因为它的原理是这样的，它最少有一个主控信号适用于布置在一液体（墨水）记录纸或者液体通道的电热交换器上，这个主控信号足以提供一种超过偏离成核现象沸点的快速升温，由此就由电柱转换器提供热能而在显示部分的加热部分上形成薄膜沸腾，由此相应于每个主控信号，液体（墨水）就会形成一个气泡。随着气泡的发展和消失，液体（墨水）通过一个喷射出口喷出而至少生成一个液滴。主控信号最好是脉冲形式，因为气泡能有效的瞬时发展和消失，所以液体（墨水）是迅速反应喷出的。主控信号最好是脉冲式的，如美国专利号4，463，359和4，345，262中所披露出的。另外，其加热表面的温度增长率最好如美国专利号4，313，124所披露的那样。

显示部分的结构可以如美国专利号4，558，333和4，459，600中所示出的，在该处，其加热部分装备在弯曲部位上，另外，在上述专利中还披露了喷射出口的组合结构，液体通道和电热转换器等。此外，本发明是适用于这种已在日本特开昭专利申请（申请号123670/1984）中披露的结构，在其中用一个普通长孔作为多个电热转换器的喷射出口，和在日本特开昭专利申请（申请号138461/1984）中披露出这种结构，它相应于喷射部位，形成吸收热能压力波的一个开度。这是因为本发明不顾及记录头的型式，而能以高效率恒定的来执行记录操作。

本发明是有效地适用于一种称作全线型的记录头上，记录头有一个相当于最大记录宽度的长度。这种记录头包括一个单个记录头和多个组合的记录头复盖整个宽度。

此外，本发明适用于一种串列型的记录头中，其记录头固定在主配件上，适用于一种可更换的凹口型的记录头上，它与主装置电气上相连接，并且能由装在主配件中供应墨水，或者适用在有一整体的墨水容器的夹头式记录头上。

这种为开始操作的恢复方法和其辅助方法的措施是最好的，因为它们能进一步的稳定本发明的作用。至于这些方式，有为记录头加盖的，有清理的，有加压或吸收的方式，有喷射电热转换器或喷射电热转换器的预热方式及附加的不是为记录操作预喷的加热元件及方法的组合预热方式，它能够稳定记录的操作。

有关可装设的记录头的种类，相应于单色墨水可以是单色的，或者相应于具有不同显示颜色或不同密度的多种墨水材料可以是多色的。本发明有效用于这种装置，它至少有主要的黑色的单色样式和带不同颜色的墨水材料的多色样以及一种由各种颜色混合的全色形式，可用一个记录器整体完成或者组合多个记录头来完成。

此外，在前述实施例中，墨水是液体的。不管如何，墨水材料在室温或低于室温时可以是固化的和在室温下也可以是液化的。因为在墨水喷射系统中，墨水是在不低于30℃温度和不高于70℃的温度内，以稳定墨水的粘度而使喷射稳定。在这种型式的常用记录装置中，墨水是这样的，当加上记录信号时，墨水在温度范围内是液体的。另外，因热能的温度升高是确实防止着墨水从固态在液态状态变化时的消耗或者墨水材料是固化的，以防止墨水蒸发时的挥发。上述两种情况，记录信号的作用产生了热能，可以固化墨水并可以喷射液化了的墨水。在达到记录材料时，墨水就可发生固化。本发明可以使用以热能的作用而液化了的墨水材料，这种墨水材料可以作为液体或固体材料，通过孔或凹槽留在可渗透的纸上，这已披露在日本特开昭专利申请（申请号56847/1979）及日本特开昭专利申请（申请号71260/1985）的专利中。该纸张对着电热转换器。最为有效的一种上述墨水材料是薄膜沸腾系统。

墨水喷射记录装置可用作一台变形处理装置的一个输出端，诸如计算机或类如此类，一台与形象指示器结合的复印机，或者带有信息传送和接收功能的电传机。

而本发明已对在此披露的有关结构作了叙述，它不限制详细的陈述，而这一应用打算包括变型及改变，即目的是改进或者在下述权利要求的范围内。

Claims (24)

1、一个液体喷射记录头，包括：

一个热发生元件；

一个热作用区，在那里由所说的热发生方法产生的热作用到液体上；

一条液体供应通道，它邻近所说的热作用区，并有一个液体供应口，使液体供应到所说的加热作用区；

一条液体喷射通道，它邻近所说的热作用区，并有一个孔，通过该孔来喷射液体；

其中有一根中心线，它通过所说的液体供口的中心并沿着从所说的液体供应通道到所说的热作用区的方向，并直接通过由所说的液体喷射通道构成的壁。

2、按照权利要求1所述的液体喷射记录头，其特征在于所说的液体喷射通道包括一个从热作区侧朝着所说的孔逐渐散射部分以及一个从热作用区侧朝着所说的孔汇合的部分。

3、按照权利要求1所述的液体喷射记录头，其特征在于：所说的中心线是与通过所说孔的中心并且沿着液体喷射的方法通过所说的孔的第二根中心线相平行的。

4、按照权利要求1所述液体喷射记录头，其特征在于所说的中心线和一根第二中心线通过所说的孔的中心并沿着液体喷射的方向并通过所说的孔形成一个角度，它不大于20度。

5、一个液体喷射记录头，包括：

一个热发生元件;

一个热作用区，在其中由所说的热发生方式发生的热作用到液体上;

一个液体供应通道，它邻近所说的热作用区并有一个液体供应口，用它来把液体供到所说的热作用区;

一条液体喷射通道，它邻近所说的热作用区并有一个孔，液体通过该孔喷射;

其中一个平面，它包括一条通过所说孔中心的中心线，并沿着经过所说孔的液体喷射方向平面，和一个平面，它包括一条通过所说液体供应口的中心线，并沿着从所说液体供应通道到所说热作区的液体供应方向在所说的液体喷射通道相交的平面。

6、按照权利要求5所述的记录头，其特征在于所说的第二根中心线穿过壁面而构成所说的液体喷射通道。

7、按照权利要求5所述的液体喷射记录头，其特征在于所说的液体喷射通道包括一个从热作用区边向所说的孔逐渐散射的部分以及一个从热作用区边向所说孔逐渐汇合的部分。

8、按照权利要求5所述的一个液体喷射记录头，其特征在于所说的第二根中心线与所说的不在所说孔的中心的孔相交。

9、一台记录装置，包括：

一个液体喷射记录头，有：

一个热发生元件;

一个热作用区，在该区由所述的热发生方式产生的热作用到液体上;

一根液体供应通道，它邻近于所说的热作用区，并有一个液体供应口，用来把液体供应到所说的热作用区;

一个液体喷射通道，它邻近所说的热作用区并有一个孔，通过该孔来喷射液体;

在此，一根通过所说的液体供应口中心的中心线，它沿着从所说的液体供应通道到所说的热作用区的液体供应方向，并直接通过由所说的液体喷射通道构成的壁。

10、按照权利要求9所述的记录装置，其特征在于所说的液体喷射通道包括一个从热作用区边朝着所说的孔逐渐散射的部分以及一从热作用区边朝着所说孔逐渐汇合的部分。

11、按照权利要求9所述的记录装置，其特征在于所说的中心线与通过所说孔中心并沿着通过所说孔的液体喷射方向的第二根中心线相互平行。

12、按照权利要求9所述的一个记录装置，其特征在于所说的中心线和通过所说孔中心沿着通过所说孔的液体喷射方向的第二根中心线交成一个角度，它不大于20度。

13、一台记录装置，包括：

一个热发生元件;

一个热作用区，在该区由所说的热发生法产生的热作用到液体上;

一个液体供应通道，它邻近所说的热作用区并存一个液体供应口，用它来地液体供到所说的热作用区;

一条液体喷射通道，它邻近所说的热作用区并有一个孔，液体通过该孔喷射;

其中一个平面，它包括一条通过所说孔中心的中心线，并沿着通过所说孔的液体喷射方向的平面，以及一个包括一条通过所说液体供应口的中心线并沿着从所说液体供应通道到所说的热作用区的液体供应方向在所说的液体喷射通道相交的平面。

14、按照权利要求13所述的记录装置，其特征在于，所说的第二中心线穿过壁面而构成所说的液体喷射通道。

15、按照权利要求13所述的记录装置，其特征在于所说的液体喷射通道包括一个从热作区边朝着所说的孔逐渐散射的部分以及一个从热作用区边朝着所说的孔逐渐汇合的部分。

16、按照权利要求13所述的记录装置，其特征在于所说过的第二中心线与所说的不在所说孔的中心的孔相交。

17、一个记录夹头，包括：

一个热发生元件;

一个热作用区，在该区由所说的热发生方法产生的热作用到液体上;

一个液体供应通道，它邻近于所说的热作用区，并有一个液体供应口，用来把液体供到所说的热作用区;

一个液体喷射通道，它邻近所说的热作用区并有一个孔，通过该孔来喷射液体;

在此，一根通过所说的液体供应口中心的中心线，它沿着从所说的液体供应通道到所说的热作用区的液体供应方向，并直接通过由所说的液体喷射通道构成的壁

18、按照权利要求17所述的记录夹头，其特征在于所说的液体喷射通道包括一个从热作用区边向所说的孔逐渐散射的部分以及一个从热作用区边向所说孔逐渐汇合的部分。

19、按照权利要求17所述的记录夹头，其特征在于所说的中心线与通过所说孔中心并沿着通过所说孔的液体喷射方向的第二根中心线相互平行。

20、按照权利要求17所述的记录夹头，其特征在于所说的中心线与通过所说孔中心并沿着通过所说孔的液体喷射方向的第二根中心线相交成一个不大于20度的角度。

21、一个记录夹头，包括：

一个热发生元件;

一个热作用区，在该区由所说的热发生法产生的热作用到液体上;

一个液体供应通道，它邻近所说的热作用区并有一个液体供应口，液体通过该口供应到所说的热作区;

一条液体喷射通道，它邻近所说的热作用区并有一个孔，液体通过该孔喷射。

其中，一个平面包括一条通过所说孔中心的中心线，并沿着通过所说孔的液体喷射方向的平面，以及一个包括一条通过所说液体供应口的中心线并沿着从所说液体供应通道到所说的热作用区的液体供应方向，在所说的液体喷射通道相交的平面。

22、按照权利要求21所述的记录夹头，其特征在于所说的第二中心线穿过壁面而构成所说液体喷射的通道。

23、按照权利要求21所述的记录夹头，其特征在于所说的液体喷射通道包括一个从热作用区边朝着所说的孔逐渐散射的部分以及一个从热作用区边朝着所说的孔逐渐汇合的部分。

24、按照权利要求21所述的一种记录夹头，其特征在于所说的第二中心线与所说的不在所说孔中心的孔相交。

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