CN1133783A - 液体喷头制作方法和按此方法获得的液体喷头 - Google Patents
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Abstract
一种制作液体喷头的方法。此喷头具有喷出口,热产生元件,有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路,此第一通路部分与所说喷出口用液体连通,而第二通路部分安置在所说第一通路部分下面,有将所说的液流通路分成所说第一通路部分和第二通路部分的分隔壁,所说的方法包括:准备提供所说热产生元件衬底,形成具有所说活动部件的开槽分隔壁和所说第二通路部分的所说侧壁,以及把所说的开槽分隔壁连到所说的基底上以形成所说的第二道路。
Description
本发明是关于一种制作液体喷头的方法,这种喷头依靠向液体加热能,产生气泡,以喷出要求的液体。更确切地说,此发明是关于一种用来制作液体喷头的方法,它采用了活动部件、利用产生气泡安排移动。进一步说,本发明涉及一液体喷头、一使用液体喷头的喷头盒(cartridge),一液体喷射装置,一喷头套件。
本发明适用于诸如打印机,复印机,带有通讯系统的传真机,带有打印机部分(或类似部分)的字处理器,以及同各种处理设备和处理器件相结合的工业处理设备中,在处理设备中,需要向纸、线、纤维、织物、皮革、金属、塑料树脂材料、玻璃、木材、陶瓷等等记录物质上有效地记录。
在这里,“记录”并不仅指形成具有特定含义的字母或数字之类图象,还包括了描绘那些不具有特定含义的图案图象。
所谓的气泡喷射式墨水喷射记录方法是公知的,它把能量,如热,传给墨水,使之产生短暂的状态改变,并导致短时体积变化(气泡产生),从而利用状态变化产生的力量使墨水从喷射口喷到并留在记录材料上形成图象。就象美国专利No.4723129所披露的那样,一个采用气泡喷射记录方法的记录设备一般包括一个用来喷射墨水的喷出口,一个与喷出口相关联的墨水通路,以及一个设置在墨水通路上的用来产生能量的电热转换器。
这种记录方法的好处在于,可以在高速和低噪声下产生高质量的图象,可以高密度地设置众多的此类喷出口,因此,实现了高分辨率,小体积的记录仪器,也可轻而易举地实现彩色图象。正因为如此,气泡喷射记录技术目前被广泛地应用于打印机、复印机、传真机或其它办公设备,以及类似织物印染设备等工业系统中。
对于这样的气泡喷射记录方法,人们提出采用一种在(墨水)流动通路上引入一个阀之类的活动部件的结构,来提高喷射效率。
例如,日本公布的专利申请No.63-199972描述了一种制作阀元件的方法,在墨水喷射记录头的液流通路中用了这种阀。
在这一公开的专利中,阀是通过对光敏树脂或类似物质采用光刻(photolithography)形成的。
另外,日本公布的专利申请No.63-197652描述了一种以在液流通路上游(up stream)提供检查(check)阀而在墨水喷射头中制作阀的方法。
在这一出版物中,通过光刻利用了部分衬底阀在一个衬底(sub-strate)上整体形成。
日本公布的专利申请No.631918(美国专利No.5,278,585)公开了一个用来生产带有单向阀的墨水喷头。这是一个用来制造带有硅衬底活动部件的墨水喷头的办法。其部件采用光刻模板,各向异性蚀刻处理。这一出版物也公布了一个在硅衬底上形成二氧化硅层的活动部件的办法,一个通过在硅晶片表层上注入或扩散硼形成活动部件的办法,一个通过注入硼发生的模板式蚀刻终止而形成可活动部件的方法,等等。
作为本发明的背景技术,有一背景技术利用基本、传统的依靠在液体通路上产生气泡(特别地,就是依靠薄层沸腾(film boiling)而喷射液体的办法,把基本的喷射特性提高到过去无法想到的水平上。
利用这些背景技术,一些目前的发明者开始发现明显改善喷射特点的最重要的因素是根据气泡自身给与喷出部分能量的影响考虑增加下游气泡部分。即,人们发现通过有效地指引气泡下游部分向喷射方向移动可以改善喷射效率和速度。基于这一发现,发明者们走到了和传统技术相比极高的技术层次上,他们有效地把气泡的下游部分移到了活动部件的自由端一面。
此外,人们也发现考虑结构因素,如活动部件和与产生气泡的加热区下游侧增加气泡有关的液体通路。例如,在下游一侧,从中线以液体流动的方向经过电热转换器的中心区域,或一个有助于气泡产生的表面的中心区域。
基于以上发现,有些目前的发明者发明了或建议了一个全新的液体喷头的结构。
这种喷头有第一通路部分,使液体同喷射出口相通,还有第二通路部分内置电热转换器。另有一个分隔壁置于第一通路部分与第二通路部分之间,壁上有一个可移到第一通路部分的活动部件。当此部件移动后,第一通路部分和第二通路部分液体相连。
这一喷头是被设计成以如下方式影响喷射的,电热转换器生成气泡,当气泡增多时,活动部件就移到第一通路部分那边,于是压力就由已移位的活动部件引向喷射口。
上述在液体喷头中采用了依靠气泡移动的活动部件,喷头是由一个带有电热转换器的衬底,第二通路部分的壁,带有活动部件的分隔壁,一个附有第一通路部分侧壁的带槽顶板放置,连接,和用压力弹簧密封而成的。
在上面制造液体喷头的过程中,有时在分隔壁和第二通路部分侧壁之间会因生产差异出现隙缝,这靠生产控制是不易避免的。如果在这一区域出现了缝隙,压力的泄放气泡会从这个缝隙逸散,从而导致因喷射压力不足喷射失败,因为压力波从缝中逸散,传到相邻的通路中,并使其中的液体波动,于是在连续驱动中有时就会出现喷射量的变化。一个避免出现缝隙的办法是用胶合剂把分隔壁和第二通路部份的侧壁粘住。但是这是不好的,因为那种情况下胶合剂会侵入活动部件和分隔壁之间的空间,以至于使活动部件无法移动。
更糟的是,上述生产方法需要把衬底,分隔壁,带槽顶板定位,这需要大量的时间以保证定位的精度。
以上述背景技术的观点来看,本发明的一个特定的目的就是提供一个制作活动部件的方法。这一活动部件可以有效、实用地控制气泡的产生,可用于一般阀门,或新式喷头及目前发明者们在以前申请中所描述的喷射原理中。
更具体地说,本发明的第一个目的是提供一个方法,可以轻易,便宜,高精度地生产喷头和一个设备。它们可以建造能提供多种液体的减少部件的液体引导通路,实现上面喷射原理所得到的理想结构。
本发明的第二个目的是提供一个生产方法来实现上面喷射原理所得出的理想结构喷头,并进一步提供更加低成本,高精度的商品层次的生产方法。
本发明中用来实现上面目的的典型特点如下。
按照本发明的一个方面,它提供了一个制作液体喷射头的办法。这一喷射头有一个用来喷射液体的喷出口,一个热产生元件来向上面所说液体提供热能,一个包括第一通路部份和第二通路部分的液流通路。第一通路部分与所述的喷出口,以液体相通,第二通路部分在所说第一通路部分下面,且在底面有所说热产生元件,一个将所说液流通路分隔成所说第一通路部分和第二路线部分的分隔壁,一个放在所说热产生元件之上,在上面所说分隔壁之上,可以根据上面所说热能在液体中所产生的汽泡而移动到第一通路部分一侧的活动部件,并且凭借所说气泡产生第一通路部份与第二通路部分相互以液体连通而所说的压力通过所说的活动部件的移动指向所说喷出口,以喷射所说的液滴。所说的方法包括一个准备对所说热产生元件提供衬底的步骤,一个形成带有所说可移部件及上面所说第二通路部分侧壁形成有槽分隔壁的步骤,和一个连接上面所说带槽分隔壁到上面所说衬底从而形成上面所说第二通路部分的步骤。
按照本发明的另一个方面,它提供了一种制作液体喷头的方法。此喷头具有为喷射液体用的喷出口,有向所说液体供给热能的热产生元件,有一个包括第一通路部分和第二通路部分的液流通路。此第一通路部分与所说喷出口有液体连通,而第二通路部分安置在所说第一通路部分下面,其底面装有所说的热产生元件,有将所说的液流通路分成所说第一通路部分和第二通路部分的分隔壁,还有一放置在所说热产生元件上部、在所说分隔壁上的活动部件,以便根据由所说的热能在液体中生成的气泡被移动到第一通路部分的一侧,凭借所说气泡的生成,使第一通路部分与第二通路部分以液体连通,同时所说的压力通过所说活动部件的移动指向所说的喷出口,以喷射所说的液滴。其中所说的活动部件由提供的带有槽的所说分隔壁形成,而所说活动部件的槽是用电成型加工所说的分隔壁而形成。
按照本发明的另一方面,它提供了一种制作液体喷头的方法,此喷头具有为喷射液体用的喷出口,有对所说液体供给热能的热产生元件,有一包括第一通路部分和第二通路部分的液流通路,此第一通路部分与所说喷出口有液体连通,而第二通路部分安置在所说第一通路部分下面,所说的热产生元件被安放在它的底面。有将所说的液流通路分成所说第一通路部分和第二通路部分的分隔壁,还有一放置在所说热产生元件上部、在所说分隔壁上的活动部分,以便根据由所说的热能在液体中生成的气泡能被移动。其中所说的活动部件由提供的带有槽的所说分隔壁形成,而所说活动部件的槽是用电成型加工所说的分隔壁而形成。
按照本发明的再一个方面,它提供了一种液体喷头,此喷头具有为喷射液体用的喷出口,有对所说液体供给热能的热产生元件,有包括第一通路部分和第二通路部分的液流通路,此第一通路部分与所说喷出口有液体连通,而第二通路部分安置在所说第一通路部分下面,所说的热产生元件被安放在它的底面,有将所说的液流通路分成所说第一通路部分和第二通路部分的分隔壁,还有一放置在所说热产生元件上部、在所说分隔壁上的活动部件,以便根据由所说的热能在液体中生成的气泡被移动到第一通路部分的一侧,凭借所说气泡的生成,使第一通路部分与第二通路部分以液体连通,同时所说的压力通过所说活动部件的移动指向所说的喷出口,以喷射所说的液滴。其中提供的带有所说活动部件的分隔壁与第二通路部分的侧壁是整体形成的。
按照本发明的进一步的一个方面,它提供了一个喷头盒(car-tridge),此喷头盒具有一个上面描述的液体喷头和一个液体容器。
按照本发明的进一步的一个方面,它提供了一个液体喷射设备,它具有上述液体喷射头和能提供驱动信号使液体喷射头喷液的驱动信号提供装置。
按照本发明进一步的一个方面,它提供了一个液体喷射设备,它具有上述液体喷射头和能用来承载接受从液体喷射头上喷出的液体的媒质的记录媒质承载装置。
按照本发明进一步的一个方面,它提供了一喷头套件(kit),它具有上述液体喷射头和一个容纳向液体喷射头提供的液体的液体容器。
按照本发明进一步的一个方面,它提供了一喷头套件,它具有上述液体喷射头,一个容纳向液体喷射头提供的液体的液体容器以及向液体容器中充填液体的液体充填装置。
按照本发明进一步的一个方面,它提供了一种根据上述液体喷射记录方法已被一种墨水作为液体喷射记录过的材料。
本发明的以上特点使得一种能有效、实用地控制气泡产生,用于一般阀门或前面申请中所描述的新式喷头的喷射原理的活动部件可以在成本低、组装部件少的情况下精密制造,从而作为商品,走上实用阶段。本发明的特点也使传统喷射原理的喷头显示了最佳效果。
更详细地说,通过预先整体形成具有活动部件的分隔壁和第二通路部分的侧壁的办法,隙缝就不会在分隔壁和第二通路部分的侧壁之间形成,这样在生产液体喷头中的许多步骤就可以省略,从而提高了生产能力。
进一步说,因为隙缝宽度或类似指标可以通过用电成型形成分隔壁而从其上以预定的缝宽分离出活动部件的办法精密处理,这使得喷射液随活动部件的移动,按要求的量精确地被喷射。此活动部件可以精确地响应因液体受从电热转换器来的热所产生的气泡的压力,并做相应移动。这也就实现了高质量图象的形成。
本发明的其它效果可以从实施例的描述中得到。
在本说明书中,名词“上游”(upstream)和“下游”(downstream)是依照一般的从液体源通过液流通路到喷口的液体流动来定义的,或者在这个结构里可当作“向……方向”这一短语来表达。
进一步,一个气泡的“下游”部分本身就表示一个气泡的喷出口一侧部分,其直接作用主要就是喷出一个液滴。更确切地说,它表示气泡在上面所说流向中的下游部分,或者在相对气泡中心上部结构的方向,或者是从热产生元件中心区看出现在下游区的一个气泡。
在本篇中,“实际密封”一般是指以下一种密封状态,即当一个气泡变大,它在活动部件移动之前并不从活动部件旁边的缝隙中渗出。
在本篇中,“隔离壁”表示一壁(它可能包括活动部件),它插进来把和喷口直接液体连通的区域和气泡产生区域分开,更确切地说,应该是一个分隔包括气泡产生区的液流通路和与喷口直接液体连通的液流通路的壁,从而防止了相应两个液流通路中的液体的混合。
图1是一个概要的,分解的视图,它解释了一个按照本发明的液体喷射头实施例中主要部件的结构。
图2是一个剖视图,它显示了在图1中作为液体喷射头主要部分的液体流动通路以及喷出口部分。
图3是一个分解的图表,它显示了图1中液体喷射头的主要部分。
图4是一个分解的透视图,它显示了按照本发明的液体喷墨头(jet head)的主要部分。
图5是一个图解透视图,它显示了有槽的分隔壁,并且分隔壁与第二通路部分的侧壁是作为整体形成的。
图6A到6H是解释图,显示了本发明的实施例1中分隔壁的制作步骤。
图7A到7D是解释图,显示了本发明的实施例2中分隔壁的制作步骤。
图8A到8C是解释图,显示了本发明的实施例2中所用基体(matrix)的制作步骤。
图9A到9F是解释图,显示了本发明的实施例3中分隔壁的制作步骤。
图10A到10E是解释图,展示了本发明的实施例4的分隔壁的制作步骤。
图11A到11D是解释图,展示了本发明的实施例5的分隔壁的制作步骤。
图12A到12D是解释图,展示了本发明的实施例6的分隔壁的制作步骤。
图13A到13D是解释图,展示了本发明的实施例7的隔壁的制作步骤。
图14显示了一个包括本发明的液体喷头的液体喷头盒的概要,分解,透视图。
图15是一个包括本发明的液体喷头的液体喷射装置的概要图。
图16是一个方块图,展示了采用本发明的液体喷头和液体喷射办法的全部墨水喷射记录操作装置。
图17是一个概要的,透视图,解释了采用本发明的液体喷头的喷墨记录系统结构。
图18是一个概要平面视图,显示了一个具有本发明的液体喷射头的喷头套件(kit)。
图19是一个剖面图,作为一个按照本发明的液体喷射头的例子,显示了一个侧射型(side shooter)喷头的主要结构。
图20A到20D是简图,显示了一个适用于本发明,实现了新式喷射原理的液体喷头的例子。
图21是一个部分缺省图,图20A到20D中的液体喷头的剖面图。
图22是一个简图,显示了在传统喷射原理下,由气泡引起的压力传播的状态。
图23是一个概图,显示了在适用于本发明的新型喷射原理下,由气泡引起的压力传布的状态。
图24A到24C显示分隔壁上槽的结构的概要平面图。
图25A是一个电成型的缝槽的放大的剖面图。而图25B是一个激光照射形成的槽的放大的剖面图。
(原理的解释)
适用于本发明的喷射原理将参照附图解释。
图20A到20D是液体排放头沿液体流动方向对液体喷头的概要横断视图。图21是液体喷头的部分缺省的透视图。
如图20A到20D所示,液体喷射头包括附在衬底401上的一个热产生元件402,(在本实施例中,是一个40μm×105μm的产生热的电阻)它作为喷射能量产生元件为液体提供喷射能量以喷射液体,还有在衬底401上形成的液体流通路410与热产生元件402对应,液体流通路410与排出端口418及公共液室413以液体相通,液室413为众多与喷出口418相通的液体流通路410提供液体。
在元件衬底401上面,在液体流通路410中,一个可活动部件或一块弹性材料(如金属)以悬臂形式具有平整部分的板431面对着热产生元件402,被提供活动部件431的一端固定在基座(支撑部件)434或类似由在液体流通路410或元件衬底401的壁上的光敏树脂材料模板提供的物质上。在本结构中,活动部件431被支撑,即形成支点433支点部分活动部件431如此放置,它有个支点433。(支点是一个固定端)在相对众多液体流的上一侧,来自公共液室413的液体,经活动部件431到喷出口418,引起喷射动作。同时有一个自由端432在支点433下游一侧、相应地,活动部件431以约15μm的间隙面对着生热元件402,因此它盖着热产生元件402,一个气泡产生域就在热产生元件和活动部件间形成了。这种类型的热产生元件或活动部件的结构或位置并不局限于上面所描述的,而是会随着气泡的长大而变化,从而控制压力传播。为了更容易理解下文将要描述液体流动,液流通路410为活动部件431分成一个直接同喷出口相连的第一液流通路414和一个带有气泡产生区411和液体提供端口412的第二液流通路416。
通过热产生元件402产生热量,热被传给在活动部件431和热产生元件402之间的气泡生成区411中的液体,于是在液体中就会因薄层沸腾现象而产生气泡。正向美国专利No.4,732,129公开过的,气泡和由气泡生成所导致的压力主要对活动部件起作用,所以活动部件431运动或移位。就象图20B,20C或图21所示的那样,它会相对支点433,向喷出口一侧张大。由于可移动部件431的移动或者说由于移动后的状态,由气泡产生所导致的压力传播和气泡自身的增长会指向喷出口。
这里,适应于本发明的一个基本的喷射原理将被描述,这一发明的重要原理之一是:活动部件根据气泡的移动而被确定根据气泡产生导致的压力或者说自身产生的气泡的压力被从正常的第一位置移到了第二位置,活动部件431的移动有效地引导由气泡产生或自身增长的气泡所产生压力指向下游,即喷出口418的所在地。
更详细的描述可以由比较不用活动部件的传统液流通路结构(图22)和本发明(图23)得到。这里,压力传播方向指向被标作VA的喷出口,且压力传播方向向着被标作VB的上游。
正如图22所示,在传统的喷头中,没有任何结构元件有效地调节由气泡440产生所导致的压力传播的方向。因此,压力扩散方向通常垂直气泡表面,即由V1-V8表示,因此,在路径中指向各个方面。在这些众多的方向上,传播的压力更接近喷出口(V1-V4),它们所具有的压力分量在VA方向,这个方向对液体喷射是最有效的,这部分非常重要,因为它直接增进了液体喷射效率,液体喷射压力和喷射速度,而且,分量V1最靠近VA方向,也就是喷射方向,因此也最有影响。V4相对来说就只有一小部分VA方向的分量。
另一方面,在本发明的情况下,(示于图23),活动部件431有效地引导气泡的压力扩散方向V1-V4到下游(喷射口一侧),而不是象图22所示指向各个方向。由于压力扩散指向VA,所以气泡440的压力直接有效地支持了喷射。
进一步,气泡自身增长的方向也同样被引向压力扩展的下游方向,V1-V4,气泡在下游比上游增得多。因此,气泡自身增长的方向也就由活动部件控制,从气泡的压力扩散方向也被同样控制,所以喷射效率、喷射力量、喷射速度等等都从根本上提高了。
再回头看一下图20A到20D,在这个实施例中详述了液体喷头的喷射动作。
图20A展示了提供能量,如电能,给热产生元件402之前的状态。因此,还没有热产生。应该注意到活动部件431至少也是放置成向热产生元件生热产生气泡的下游部分。换句话说,要想气泡的下游部分作用到活动部件上,液体流通道结构必须使得活动部件403至少延伸到热产生元件区域中心403的下游(通过热产生元件区域中心403的线的下游并垂直于流通路的长度)。
图20B显示了给热产生元件402加电能,使其产热的一种状态,液体的一部分被装入气泡产生区411由这样产生的热加热,所以气泡就因薄层沸腾而产生。
在这个时候,活动部件431被气泡440产生所导致的压力作用,从第一位置移动到第二位置,从而引导气泡440压力传播指向喷出口。应当注意到,如上文所说,活动部件431的自由端432被放置在下游侧(喷出口侧),而固定支点433被置在上游侧(公共液体室侧)。所以至少有一部分活动部件会面向气泡的下游部分,也就是,热产生元件的下游部分。
图20C展示了气泡440进一步增长的状态,由于气泡440产生而导致的压力,活动部件431作进一步移动。产生的气泡在下游比上游增长的快,它极大地超过了活动部件的第一位置(虚线位置)。因此,很易理解随着气泡440的增长,活动部件431逐渐移位,因此气泡440压力传播方向,也就是体积移动最容易的方向,即气泡增长的方向,始终向着喷出口,所以喷射效率增加了。当活动部件引导气泡和气泡产生的压力指向喷出口时,很难阻止这一扩散和增长,也就很容易随着压力的程度有效地控制压力传播方向和气泡增长方向。
图20D显示了气泡440因气泡压力减小缩小、消失的状态,特别是薄层沸腾现象。
被移动到第二个位置的活动部件431,在由活动部件本身所固有的弹性力和由于气泡收缩产生的负压所提供的回复力的共同作用下,回到了图20A所示的初始位置(第一个位置)。随着气泡的破裂液体由下游回流,即从如VD1和VD2所指示的普通的液室一侧和如Vc所指示的喷出口一侧回流,以填补在气泡生成区域411由于气泡破裂和液体射出的量。
在前面,已做了关于活动部件在气泡生成以及液体喷射时的运行机制的描述。现在,将要对本发明中液体喷射器头部的液体重注入进行描述。
在如图20C所示的状态之后,当气泡440达到最大体积后便进入气泡的破裂过程,大量液体足以弥补由于气泡的破裂而减少的体积流入由第一液体流通路414的一侧喷出口418由和第二液流通路416的普通液室413气泡生成区域。
在传统的没有活动部件431的液流通道结构中,从喷出口一侧到气泡破裂位置的液体总量和从公用液室中出来的液体总量,取决于比气泡生成区域更近的喷出口部分的液流阻力,和比气泡生成区域更近公用液室的部分的液流阻力。(取决于液流阻力和液体的惯性)。
因此,当供流口一侧的液流阻力小于另一侧的阻力时,将会有大量液体从喷射口一侧流到气泡破裂位置,并且液柱弯曲面(menisus)上的收缩力很大。为了增加喷射的效率减少喷出口处的液流阻力,在气泡破裂时液柱弯曲面M的收缩力变大并使得液体重新灌入的周期变长,这样就使得高速打印变得很困难。
根据这种设计,因为提供了活动部件431,液柱弯曲面处的收缩当活动部件在气泡破裂时回到初始位置时停止增大,因此,通过第二液流通路416的液流VD2完成了提供液体来装填体积W2的任务。(W1指的是在活动部件431的第一个位置以外的气泡体积W的上半侧的,W2是气泡生成区11那一侧的空间)。在优选技术中,气泡体积的W的一半是液柱弯曲面收缩的体积,但根据这种设计,只有一半(W1)是液柱弯曲面收缩的体积。
另外,给体积W2的液流补充由于气泡破裂的压力,被迫使主要受沿活动部件431的热量产生元件一侧的表面流动的第二液流通路的上游VD2影响。因此,可以使液体重新注入变得更迅速。
当利用气泡破裂产生的压力来重新注入液体在一个常规的喷头进行时,液柱弯曲面的振动扩大,使得图像的质量恶化。然而,根据本实施例,在喷出口侧的第一条液流通路414和气泡生成区的喷出口一侧的液流受到抑制,这样液柱弯曲面的振动受到极大抑制。
因此,根据这种可行的设计,高速液体重注入可以由通过第二液流道路416的供液通路412的对气泡生成区的强制重新注液和减少液柱弯曲面的收缩面和振动。因此,喷液的稳定性和高速重复喷液就可以实现了,而且当这一实施例用于记录领域时,图象质量的改进和记录速度的提高也可实现。
这一设计提供了以下的有效的功能。它可以抑制由生成的气泡产生的在上游一侧的压力(回波)的传播。由加热元件402处的气泡生成区的公用液室413一侧上游产生的压力主要将导致使得液体流回到上游一侧(回波)。回波通过指向上游一侧的压力破坏液体重新注入液流通路,这是液体和惯性力的运动结果。在这种设计下,这种对上游一侧的影响由于活动部件431而受到抑制,因此重新注入的效果又得到进一步提高。
下面将进一步描述它的特点和优点的作用。
这一设计的第二液流通路416有一个供液通路412,这一供液通路有一个内壁在热产生元件402的上游侧,内壁实质上同热产生元件402同样高(热产生元素的表面并没有很大下降)。利用这种结构,向热产生元件402的表面和气泡生成区411提供的液体出现在沿着活动部件431的表面在如VD2所示的靠近气泡生成区411的位置上。因此,在热量生成元件402表面的液体停滞受到抑制,这样,溶解在液体中的气体的脱溶(precipitation)现象受到抑制,没有消失的残余的气泡将很容易被清除,而且,液体中热量的积累也不太多。因此,稳定的气泡生成可以高速重复进行。在这一设计中,供液通道412有一个实质上平的内部壁,但这不限于这样,如果它有一个由热量生成元件表面伸出的光滑的结构供液通道将会令人满意,以致于液体的停滞发生在热产生元件上,而在供液流中不会明显地产生涡流。
输入气包生成区的供给液流可经由如VD1所示的活动部件的侧面部分(槽435)的一间隙流入。为了把施加在气泡生成区上的压力进一步有效地指向喷出口,一个大的活动部件组件将被运用,它复盖了整个的气泡生成区(盖在热产生元件的表面),如图20A到20D所示。而位于气泡生成区411和靠近喷出口的第一液流通道414中间的液流的流阻由于活动部件431回复到第一个位置而增加,这样,从VD1到气泡生成区411的液流被阻止了。因而,根据这一设计的打印头的结构,有一个液流可以有效地向气泡生成区提供液体,供液的性能得到极大提高,因此即使可活动部件431为提高喷射效率而复盖了气泡生成区411,供液性能也不会受到妨碍。
在自由端432和活动部件431的支点433之间的位置关系是使得自由端在如图23所示的支点的下游位置。有了这一结构,导引压力的传播方向和气泡向喷射口一侧或类似的生长方向可以有效地确保气泡的生成。另外,位置关系不仅可以有效地实现与喷射相关的功能和效果,而且可以很好地减少供液时流经液流通路410的流体阻力,这样可以实现高速重新注液。当被如图23所示的喷射作用吸引而收缩的液柱弯曲面由于毛细作用回到喷射口418时,或当提供的液体足以弥补气泡破裂时,自由端和支点433的位置是使得通过液流通道410(这其中包括第一液流通道414和第二液流通道416)的液流S1,S2,S3不会受到阻碍。
更特别地,如前面所述,在这种设计中活动部件431的自由端432对着一个区域的中央403的下游位置,这个区域把热量生成元件402分成上游区域和下游区域,(这线穿过热量生成元件区的中心(中心部分)并垂直于液流通路长度方向)。活动部件431接收压力和气泡,这气泡和对热量生成元件的中心位置403的下游一侧的液体的喷射很有作用的,并且它把力引向喷射口一侧,这样就从根本上提高了喷射效率或喷射刀。
用上游一侧气泡更有优越性,如下所述。
而且,在本实施例的结构中认为在这种设计中,活动部件431的自由端瞬间的机械运动,也有利于液体的喷射。
本发明的实施例中参考附图作进一步说明。
图1是一个简要分解的透视图,为了解释本发明中的实施例中液体喷射头的主要结构。图1说明了省去了一个由喷射口提供的通气孔板。图2是为了显示喷射出口和作为图1的液体喷射头的主要部分的液流通道的一部分而作的截面图,图3是为了显示图1的液体喷射头的主体而作的一个部分的简图。
在图1到图3中,参考数字1表示一个元件衬底,在其中热产生元件2作为元件被提供以在为液体中生成气泡所需的热能的电热转换。
元件衬底1有由铝或相似的金属构成的导线电极(0.2到1.0μm厚),和由铪的硼化物(HfB2),钽的氮化物(TaN),铝化钽(TaAl)或相类似的物质组成的电阻层(0.01到0.2μm厚),它们在一个SiO2或SiN薄膜上构成了热量生成元件2,这是为了在硅衬底或相类似的衬底上形成电绝缘性和热量的累积。当一个电压通过导线电极加到电阻层上时,热量生成元件2就产生热量。
一个由SiO2,SiN或相类似的物质组成的保护层(0.1到2.0μm厚)存在于导线电极间的电阻层中,而且,一个由Ta或相类似的物质组成的防空穴层(anti-cavitation Layer)(0.1到0.6μm厚)将在其上形成,以保护热量生成元件2免受不同的液体如墨水的影响。
由于气泡的生成和破裂而产生的压力和冲击波很强,以至于坚硬的和相对来说又是脆弱的保护膜将大大受损。因此,象Ta或相类似物质构成的金属材料将被用来构成防空穴层。
热量生成元件2上的保护层,将取决于液体,液流通路的结构和电阻材料在一起时的情况,并决定是否被省略掉。在热量生成元件2上不需要保护层的电阻层的物质包括,例如,Ir-Ta-Al合金或相类似的东西。
因此在前述实施例中的热量生成元件的结构可仅包括如所描述的电极间的电阻层(生成热量的部分),或包括一个为了保护电阻层而存在的保护层。
在本实施例中,热量生成元件有一个带有根据电信号产生热量电阻层的生成热量的部分,不限于此,任何可产生足够的气泡使得在第一液流通道中射出液体的方法都可在第二液流通道的液体中满足需要。例如,生成热量的部分可以是一种光热换器的形式,它将射于其上的光,如激光,转换成热能,或一种可以把高频波转换成热的热量生成元件。
功能性元件,如变压器,二极管,锁存器,移位寄存器,等可选择性驱动电热转换器的元件可整体地装入元件衬底1,此外,已经存在于衬底上的电热转换器(热量生成元件),它是由电阻层和向电阻层提供电信号的导线电极组成的。
在与热量生成元件2一起提供的元件衬底1上,有着液流通道的第二通道部分4,这条液流通道在底面上,这样热量生成元件2可以通过作用在液体上而产生热量。而且,在第二通道部分4的上方,有一个与喷射出口9直接以液体相连的液流通道的第一通道部分3。由具有弹性的材料,如金属,树脂或相类似的物质形成的分隔壁被放在第二通道部分4和第一通道部分3之间,这样就把第二通道的部分与第一条通道的部分分开。
在与热量生成元件2在液流通道(在图1中区域A在第一液流通道部分,区域B在第二液流通道部分)上形成的表面(在热量生成元件2的上方)相垂直的方向上突出来一个空间,它是喷射压力形成区,其压力是为了喷射液体用的。本发明的液体喷头当第二液流通道部分中的液体被热量生成元件加热时会产生气泡,而且随着气泡生成变大而增加的压力施加于喷射压力生成区最终喷射出液体。
活动部件6由于位于喷射压力生成区的分隔壁5上的槽而作成悬梁状活动部件6作成这样是使得其自由端6a位于喷射口9的一侧(位于液流方向的下游或面对图2时的左侧),而且活动部件6的支点6b位于第一液流通道的部分3的普通液室10一侧或是第二液流通道的部分4的普通液室一侧。
因为本发明的液体喷头在隔壁6上有一个活动部件6,它面向在第二液流通道部分的喷射压力生成区B,如下所述,在第二液流通道部分中的液体在生成气泡产生的压力作用下,活动部件6向第一液流通道的部分3打开(或按图2中的箭头所示的方向)。
形成含有活动部件6的分隔壁5的材料可以是任何一种具有在液流通道中对液体的溶解具有阻碍作用的材料,它要有足够的弹性来实现活动部件的性能,而且要允许形成一个精细的槽。可以很好地达到这些要求的可被采用的材料包括具有高热阻性高溶阻,高可塑性的树脂类材料,更尤其是最新的工程塑料树脂材料,如聚乙烯,聚丙烯,聚酰胺,聚乙烯对酞酸盐,三聚氢
安脂,酚醛树脂,环氧树脂,聚丁二烯,聚氨基甲酸酯,polyetheretherketone,聚醚砜,pollyal-lylate,聚酰亚胺,聚砜,液晶聚合物(LCP)等等,以及它们的化学混合物,或是金属,象二氧化硅,氮化硅,镍,金,不锈钢等等以及它们的合金或化学混合物,或镀有金或钛的金属。
分隔壁5的厚度取决于所用的材料和结构,从这一立场上说,是为了能使分隔壁5所需的力可以得到提供且活动部件6可以运作良好,一般来说,可以采用的厚度是0.5μm到10μm。
槽的形状可以是如图24A所示的矩形,如图24B所示朝向支点处逐渐变细,或如图24C所示朝向支点处逐渐变宽。图24B的形状使得活动部件运作方便,而图24C的形状使得活动部件的寿命延长。不只限于以上的槽形状,本发明中的槽形状可以是任何一种形式,放置于第二液流通道部分中。
如果产生气泡的液体与喷射的液体不同,或这两液体的混合需要被禁止,在分隔壁5可活动部件6之间的槽的宽度两种液体之间的液柱弯曲面形成间隙决定这样可有利于两种液体的流通。例如,假设生成气泡的液体具有粘滞系数2cp(厘泊)而喷射的液体具有粘滞系数100cp或更多,约5μm的槽就足以避免两种液体相混合,但希望的宽度不能超过3μm。
第二液流通道部分4的形状可以是任意一种形状,只要它可以把由于气泡生成而产生的压力传导给活动部件一侧。然而,如果室(气泡生成室)的结构是使得第二液流通道部分4在热量生成元件2的上游一侧有一个喉部(在这儿“上游一侧”指的是从液室一侧大量液流通过热量生成元件的位置,活动部件和第一液流通道部分3到喷射口)以阻止由于生成气泡而产生的压力转移到第二液流通道的上游一侧,在第二液流通道的部分4中由于生成气泡而产生的压力可以进一步被阻止向周围逸出,而且压力可以被导引向活动部件一侧集中,这样可以获得更高的喷射效率和喷射压力。
当第二液流通道部分4的高度被定为这样一个值,使得在第二液流通道的部分4中生成的气泡的一部分扩充进入了第一液流通道的部分中,这样喷射力可比气泡没有进入第一液流通道的部分3时更强,因为气泡以这种方式进入了第一液流通道部分3中,第二液流通道部分4的高度被要求定的比气泡的最大高度低,而且特别地,高度最好被确定在几个μm到30μm的范围内。
与喷出口9相连的液体的第一液流通道部分3是在分隔壁5的上方形成的,第一液流通道的部分3是通过把分隔壁5与带凹槽的顶板8装合在一起形成的,在顶板8中形成将作为第一液流通道部分的第一个凹槽3a。这个带有凹槽的顶板8还将进一步与带有喷射出口9的通气孔板一起提供,凹槽10a将作为一个向液流通道中提供液体的液室。
因为液体喷射头的设计是使得作为产生气泡的第二液流通道的部分被分隔壁与第一通道部分隔开,用分隔壁与同喷射出口用液体相联系,这样在第二液流通道部分中的液体就可能与第一条液流通道部分中的液体不同,本发明的实施例显示了这种可允许在第一液流通道部分与第二条液流通道部分之间使用不同种液体的双通道结构的液体喷射头。
顶板8有一个给第一个普通液室提供液体的第一供液口20,和另一个给第二个普通液室提供液体的第二供液口21。第二个供液口与一个放置在第一个普通液室外的联络的通道相连接,穿过分隔壁,与第二个普通液室相连,由于这一联络通道,提供给第二条液流通道部分的液体可以不与提供给第一条液流通道部分的液体相混和就进入第二个普通液室。
热量生成元件2和活动部件6的大小,形状和位置并不限于以上所描述的,但它们将被设计得以便能更有效地把气泡生成时产生的压力作为喷射能量。
在本发明中,分隔壁5和第二通道部分4的侧壁形成一个整体,在这里,“整体”意味着分隔壁5与第二通道部分4的侧壁组成一个独立的部件,隔壁5连接到元件衬底1上,因此,分隔壁的材料与第二通道部分的材料彼此可以相同或不同,因为在此发明中,分隔壁5与第二通道部分4的侧壁构成了一个整体。因此,在分隔壁5与第二通路部分4的侧壁之间不可能有任何间隙,因此提高了液体喷头的输出流量,当分隔壁5与第二通道部分4的侧壁构成一个整体时,为吻合第一通道部分的壁吻合槽可以形成在分隔壁5同第一通道部分的侧壁的相结合的部分,分隔壁5上吻合槽的形成使可以使具有第一通道的侧壁带凹槽的顶板8相对于分隔壁5更容易定位,同时,当带凹槽的顶板8受热膨胀时,第一通道部分3与活动部件6之间的位置偏差也会因此减小。
在此发明的描述中,称为“带凹槽的分隔壁”是用来作为分隔壁5与第二通道部分4形成一个整体的部分,因此,同普通的分隔壁不同。
接下来介绍在此发明中,液体喷头的主要部分装配方法的一个例子。
图4是一个部件分解透视图,以显示此发明中液体喷头的主要部分,在此实例中,顶板8首先倒过来装配,同时使用一个真空泵,具有活动部件6的带有槽的隔板5装在顶板8上,经精细调节定位分隔壁后带槽的分隔壁5装到顶板8上。
此后,使用一个拼接机,在衬底1上的电热转换器部分的位置用电视摄像机或类似设备得到的图象进行测量,同时,随着图象的移动,也测定在预定位置上被连结的顶板8的位置。由于,衬底1上形成的电热转换器与喷出口9之间可以定位,通过制动弹簧102,顶盘8与衬底被压合在一起。
另一种顶盘8与衬底1的拼接方法为激励式顶部连接(excitingtop annection),“激励式顶部连接”方法如下:先将顶板8大致地放在衬底1上,提供一条接槽,顶板8的液流通道壁同此槽吻合,再将顶板8从顶部轻轻以常规地压下。在此情态下,一个信号提供给与底板101前底面相连的一个压电设备,由此液流通道壁内吻合槽吻合,以定位顶盘与衬底1。压电设备提供一个振动信号(此例中约为5KHz方波)给衬底1,使之在大约1μm振幅上振动,振动时间约1秒,振动停止后,它们通过制动弹簧102或胶粘剂或类似物相互上紧。
进一步,第一液室10与第二液室11通过其周围的密封剂进行密封,以保持气密性。
下面详细介绍此发明中制造液体喷头中分隔板的方法。
图5是一个简要透视图,显示了带凹槽约分隔壁,即在此发明中分隔壁与第二通道部分侧壁结合成一个整体。
在图5中,数字5指示带槽分隔壁,活动部件6通过带槽的分隔壁5上的切口6a形成,另外,第二通道部分侧壁也包含于带槽的分隔壁5中,同时,第二通道部分侧壁形成了另一凹槽4a以成为第二通道部分。
因为此带槽的分隔壁5与第二通道部分的侧壁有一整体安排,在分隔壁与第二通道部分的侧壁部分不会出现间隙,从而减少了喷出压的降低与压力传播到相邻的通道中的危害,因此在喷射特性方面使液体喷头更出众,当本结构被采用后,液体喷头的生产率比现在大为提高。
另外,在分隔壁中,为定位第一通道部分的壁,形成吻合槽是困难的,因为当隔板与第二通道部分分开制造时,分隔壁的强度不够,而分隔壁与第二通道部分组成整体的结构使吻合槽5a在带槽的分隔壁5中形成。
本发明的带槽的分隔壁5允许分隔壁部分与第二通道部分的侧壁部分用相同或不同材料制造,分隔壁部分的切缝6a可以由电成型或激光光照形成,特别,当分隔壁通过电成型制造时,即使分隔壁特别薄时,切缝6a也可达到很高精度,进而,由于切缝6a与分隔壁同时形成,可以简化,当分隔壁用电成型时其厚度右以均匀控制,即使分隔壁有很多活动部件时,每一活动部分的性能都可保持一致。
当切缝由激光辐射形成时,树脂可以像金属一样被用来形成分隔壁。
带凹槽的分隔壁的第二通道部分的侧壁部分可以通过电成型或刻蚀制造,为使过程简单化,分隔壁可以通过带有第二凹槽模子的模板电成型而成。
槽的端部在以电成型或激光辐射制造时有一个R型变细的形状或一个直接变细的形状,如图25A与25B所示图25A是一个电成型生成槽的局部放大图而25B是一个激光辐射生成槽的局部放大图,图25A与图25B的形状有以下优点,当一个活动部件在长时间中被迫移位,由于机械疲劳(强度降低),此部件的工作区域经x方向或y方向上将可能发生偏离,如果一个活动部件的工作区域发生偏离,此部件的耐久性将会降低,而槽的端部是锥形的,即使活动部件的工作区域发生了偏移,活动部件的锥形形状可以用来纠正这种偏差,如图25C与图25D所示的活动部件的工作情况,由此活动部件的耐久性得到了提高,槽端部的锥角a依据制造条件各不相同,当在厚度方向上锥角在2-45°之间时,上述的优越性可以得到体现,一般槽端部的锥角常选在5-15°之间。
用来制造带槽分隔壁的具体方法我们将用以下例子加以解释。
以下各例中用到的分隔壁是能和此发明中的液体喷头相适配的构件。
说明例1到例7的解释图是沿图5的A-A′面的剖面图。
(例1)
图6A至6H是原理图和剖视图,显示了制造分隔壁的各个步骤。同时,这也给出了用两阶段电成型法整体地制造第二通路部的侧壁和分隔壁中的活动部件的一个例子。
就如在图6H中所示的那样,用不锈钢做成的SUS衬底111(此例中是SUS-316)首先被厚4微米的保护层112a涂敷,这个保护层已被预先做成和活动部件的槽口相配的形状,保护层112a的型号是PMER P-AR900(商品名,由Tokyo Ouka sha生产)。曝光是用Canon kabushiki kaisha生产的MPA-600进行的,曝光量为500MJ/cm2。显影是用一种叫P-6G(商品名,由Tokyo Ouka sha生产)的显影剂做的。
然后,如图6B所示,要用电镀的方法在衬底111的外面生长出厚5μm镍质的第一个镀层。所用的电镀液是一种含氨基磺酸镍盐(nickel sulfamate),一种应力消减材料ZERO ALL(注册商标,由WORLD METAL INC生产),硼酸、凹点保护材料NS-APS(商标名,WORLD METAL公司生产)和氯化镍。基于电镀情况下的电解是在以下的环境中进行的:电极和阳极相连,已经成型的SUS衬底111和阴极相连,电镀液的温度控制在50℃,电流密度5A/dm2。以上所述的用电镀法在衬底111上形成的第一层镀层113包括组成分隔壁的一个平板件113a,和从平板件113a上按预定间隙分隔开的悬臂梁形成的活动部件113b。
接着,如图6c中所示的那样,SUS衬底111被浸入钯催化剂溶液中,这样厚10μm的保护层112b组形成在SUS衬底111上了。这个保护层的形状是和第二通路部分的各凹槽相配合。保护层112b用的PMER P-AR 900(商品名,由Tokyo Ouka sha生产),曝光是由Canon Rabushiki kaisha公司生产的MPA-600进行的,曝光是1200mJ/cm2。显影的方式步骤和图6A中示出的一样。保护层112b在包含第一镀层113的活动部件113b的延长带部分中生长。
然后,如图6D中画出的那样,基于Ni-B(镍-硼)的无电极化学镀,被用来在第一镀层113的暴露部分生成一个厚约3μm的薄膜,接着,用与在图6B中描述的同样方法电镀生成一个7μm厚的第二镀层114。这一加镀步骤也可以只用基于Ni-B的化学加镀的方法生成10μm厚的第二镀层114。这个第二镀层114形成在用已讨论过的方法生成的第一镀层上,并且和第一镀层足够强有力地结合为一体。
以上的加镀过程结束后,如图6E中画出的那样,保护层112a,112b被除去,第一镀层113和第二镀层114的镍板也被用超声波震动之类的方法将第二凹槽16变成第二通路部分以及在分隔壁上的活动部件117,从而从SUS衬底111上剥离。然后就得到了一个镍板115,可用于做分隔壁。
如果想在分隔壁上形成可用于定位第一通路部分的壁的凹槽,那么可以按以下步骤继续加工。
在图6E中示出的步骤完成后,如图6F所示,在Fig 6E的步骤中剥离了的衬底111被结合到镍板的第二镀层114的侧壁,并且镍板的剥蚀面被覆以2μm厚的保护层。然后保护层被加工去掉它的一些部分而形成凹槽以定位第一通路部分的各壁。
然后,如图6G所示,镍板被刻蚀出吻合槽119(fitting grooves119)。刻蚀液可以用氯化铁,这是一种混合液,内含硝酸,酯酸,丙酮和类似的一些东西。
然后,如图6H所示,保护层11c被除去以将第二凹槽116形成第二通路部分,分隔壁中的活动部件117,还有定位第一通路部分各壁的槽119,然后就得到了可用以做分隔壁的镍板115,这里,图6H中的参照号码118指示着一个用于接纳在分别制作的顶板上的第一通路部分的一壁。
由于此例中的间隙是在分隔壁115和活动部件117之间用电成型制出的,所以间隙宽度可被精准地控制在预定的范围内,分隔壁115的厚度也可被统一控制。
(例2)
图7A至7D是原理和剖视图,显示了制作分隔壁的步骤,以此做为用基体电成型统一制作第二通路部分侧壁,活动部件和用于定位第一通路部分各壁的凹槽的例子。
要预先备好的是带有以后将成为图7A中示出的第二通路部分的第二凹槽的基体121。
这个基体可按以下步骤制成。
就如图8A示出的那样,厚约2μm的保护层112a在SUS衬底111上形成。保护层112a是用光刻成型的方法加工的,这种方法以除去为分隔壁的整体构件中的一些部分以形成第二通路部分,然后,像在图8B所示衬底111上的暴露部分被用一种含酒精,盐酸和过氧化氢的混合液蚀刻以将第二凹槽变成厚约10μm的第二通路部分,那以后,如图8C所示,保护层112a被除去以得到包括具有第二凹槽的衬底111的基体121。
对基体121的制备,如图7B所示,一个厚7μm的保护层112b在基体121的第二凹槽部分底部生成,并且这一保护层曾被形成和活动部件上的槽相适配的部分。
然后,如图7c所示,和例1中同样的电镀方法被使用以在基体121的顶部表面和第二凹槽内部表面上形成厚约5μm的镍质镀层113。
然后,如图7D所示,保护层112b被移去,且包括镀层113的镍板层被从基体121上剥离以将第二凹槽116形成第二通路部分,分隔壁上的活动部件117和用于定位第一通路部分各壁的凹槽119,这样就得到了可用于分隔壁的镍板115。
由于此例中的分隔壁可用基体121通过单次电镀制做,用于形成第二凹槽的步骤即可省略,这样也减少生产步骤。
由于本例中活动部件117的间隙也类似于例1中的由电成形制作,间隙宽度可以在预定范围内精确控制,分隔壁15的厚度也可统一控制。
(例3)
图9A-9F是图解剖面视图,例示了制作分隔板的步骤,以及用不同材料采用两步电成型形成分隔壁的活动部件和用蚀刻法形成第二凹层的完整过程。
首先,如图9A所示,在SUS衬底111上形成5μm厚度的保护层112a,类似于例1,其形状对应于活动部件的间隙部分的形状,形成间隙部分的保护层112a的宽度可在0.5-1μm范围内任意选定。
下一步,如图9B所示,在衬底111的暴露部分上进行电镀形成5μm厚的金箔层作为第一层电镀层113。所用的电镀液为钾金氰化物和钾氰化物。基于电镀情况下的电解是在下列条件下进行的:电极连接到阳极上,已成形的SUS衬底111连到阴极,电镀液的温度控制在65C,电流密度为3A/dm2。
然后,如图9C所示,在与例1同样的条件和同样的电镀液下,在衬底111的表面及已形成的作为第一层电镀层113的电镀金箔层上进行电镀,以得到10μm厚的镍层作为另一电镀层114。
再后,如图9D所示,为形成第二液体流通路,在第二层电镀层114上形成保护层112b,进行光刻以去除成为第二通路部分的电镀层部分。
下一步,如图9E所示,第二电镀层114的曝光部分用蚀刻物腐蚀掉以形成约10μm深的凹槽,蚀刻物的成分或是铁氯化物,或是硝酸,醋酸和丙酮的混合电解液。这些凹槽成为第二个通路部分116。由于第一层电镀层的金箔在蚀刻中不能被溶解掉,因此只有第二层电镀层被腐蚀掉。相应地,成为第二通路部分的凹槽的深度可以由第二层电镀层的厚度进行控制,这保证第二通路部分的高精度成形。
最后,如图9F所示,去除保护层112a和112b,以形成第二个凹槽116,使之成为第二通路部分。和在分隔壁上的活动部件117将由第一层电镀层113和第二层电镀层114组成的平板件从SUS衬底111上剥离,因而得到可用作分隔板的镍电镀层115。
由于本例中允许小杨氏模量(Young′s modulus)的贵重金属用作材料形成由两种金属电成型得到的分隔壁115中的活动部件117,耐久性可得到提高。
(例4)
图1GA-10E是图解剖面视图,例示出了形成分隔壁的步骤,采用电成型和干膜整体形成第二通路部分和分隔壁中的活动部件的步骤。首先,如图10A所示,对应于活动部件的间隙部分用同例3的方式在SUS衬底111表面上形成。形成间隙部分的保护层112a的宽度可在0.5-1.0μm范围内任意选定。
而后,如图10B所示,在衬底111的暴露部分上进行电镀形成5μm厚的镍层作为第一电镀层113,所用的电解液是一种含氨基磺酸镍,一种应力消减材料ZERO ALL(注册商标名,可从国际金属公司(WORLD METAL INC得到),硼酸、凹点保护材料(pit pre-vention muterial)NSAPS(商标名,WORLD METAL INC.供货)和氯化镍。基于电镀情况下的电解是在以下的环境下建立起来的:电极连接到阳极,已成型的SUS衬底111连接到阴极,电镀液的温度控制在50℃,电流密度5A/dm2。这样在衬底111上形成的第一层电镀层113包含形成分隔壁的平板件113a,和被来自平板件113a的预定的间隙分隔的悬臂梁形状中的活动部件113b。
然后,如图10D所示,在电成型表面放上10μm厚的干膜114,进行光刻成形,并形成成为第二通路部分的凹槽。
下一步,如图10E所示,去除保护层112a和112b以形成第二凹槽116,使其成为第二通路部分,以及位于分隔壁中的活动部件117。从SUS衬底111上剥离由第一层电镀层113和干膜114组成的平板件,从而得到由镍和松脂组成的平板件115,它可用作分隔壁。
由于本例中第二通路部分的侧壁可由于膜成形制作,分隔壁比在例1中的更易制作形成。由于镍层和干膜可由干膜本身的粘力将它们互相粘合在一起,在分隔壁部分和第二通路部分侧壁部分之间不会出现缝隙。
因为本例中活动部件117形成的间隙是由类似于例1的电成型形成,间隙宽度可精确控制在预定范围内,分隔壁115的厚度也可统一控制。
(例5)
例1至例4示出了通过电成型产生间隙部分的方法,此例示出了采用激光形成间隙的一个例子。
图11A-11D图解剖视图例示了制作分隔壁的步骤,以及在分隔壁形成中采用激光形成间隙部分和采用蚀刻形成第二通路部分从而整体形成第二通路部分的侧壁和活动部件。
首先,如图11A所示,已准备好将成为分隔壁的15μm厚的镍电镀层129,其上具有间隙宽度对应于分隔壁的活动部件之间的间隙宽度的屏蔽罩120被放置在相应于镍电镀层129的位置上。其后用YAG激光进行照射形成精细凹槽119a。所用的激光辐射装置是Hitachi Kenki的LU100,照射时间为一秒,脉冲能量为5J/cm2,脉宽1ms,300Hz。所用的屏蔽罩20可以是穿孔镍罩或玻璃罩。
然后,如图11B所示,SUS衬底111和镍层129的激光照射的表面连合在一起,以便在相反的表面形成第二通路部分。然后通过光刻技术形成2μm厚的保护层,并通过光刻去除将成为第二通路部分的保护层部分。
下一步,如图11c所示,在镍层129的暴露部分进行深度大约为10μm的蚀刻形成第二层凹槽,这就是第二通路部分。所用的蚀刻物是氯化铁或硝酸,醋酸和丙酮的混合物。
再次,如图11D所示,保护层112a被去除,镍层129的激光照射的表面从SUS衬底111上剥离,形成第二层凹槽116,形成第二通路部分和在分隔壁中的活动部件117,由此可得到可用作分隔壁的镍层115。
本例中形成分隔壁的材料除镍外可以从铜,黄铜,钼,铌,钛,钨或能很好处理的它们的合金中选择。本例允许树脂用作形成分隔壁的材料,如塑料象ABS、聚砜,聚碳酸酯,聚缩醛,液晶聚合物,等等。它们都能很好进行处理。但是,由于很难腐蚀树脂,而用激光处理则容易,因此宁愿用激光处理第二通路部分和活动部件。
由于本例中用激光和蚀刻处理,因而分隔壁115能很容易地以精确尺寸制作。本例也允许树脂用作分隔壁的材料。
(例6)
图12A-12D图解剖视图例示了制作分隔壁的步骤,以及在分隔壁形成中采用激光形成间隙部分和蚀刻形成第二通路部分从而整体形成第二通路部分侧壁和可动部分的步骤。
首先,如图12A所示,已准备15μm厚的镍层129以形成分隔壁,SUS衬底111连接到镍层129的底部。而后为在它的另一面形成第二通路部分,采用光刻技术形成2μm厚的保护层112a,通过光刻成形去除将要成为第二通路部分的相应保护层部分。
然后,如图12B所示,在镍层129的暴露部分上进行深度约10μm的蚀刻以形成第二凹槽成为第二通路部分。所用蚀刻物为氯化铁或硝酸,醋酸和丙酮的混合物,并且镍层129从SUS衬底111上剥离。
再次,如图12C所示,其上具有宽度对应于分隔壁和活动部件之间的间隙宽度的屏蔽罩120放置在相应的镍层129的顶表面上。然后采用YAG激光器照射通过屏蔽罩120上的间隙以形成悬壁梁形状的活动部件117,其宽度等于镍层129的第二凹槽的底部的上间隙宽度。所用的激光发射装置是Hitachi Kenki的LU100,照射时间为1秒,脉冲能量为5J/cm2,脉宽1ms,300Hz。所用的屏蔽罩120可以是穿孔镍罩或玻璃罩。
下一步,如图12D所示,衬底111从镍层129的底表面上剥离,保护层112a和112b也去除以形成第二凹槽116,形成第二通路部分和在分隔壁上的活动部件117,由此得到可用作分隔壁的镍层115。
由于本例用激光和蚀刻处理,分隔壁115能很容易以精确尺寸制作。
(例7)
图13A-13D图解剖视图例示了制作分隔壁的步骤,以及通过采用基体和电成型及激光处理形成第二液体流路,分隔壁中的活动部件和为第一液流通路定位的凹槽的整体形成步骤。
首先,如图13A所示,准备采用与例2相同方法产生的基体121,然后如图13B所示,采用与例1同样方式进行电镀以在基体121的顶表面和第一凹槽的内表面上形成约5μm厚的镍层113。
然后,如图13C所示,镍层113从基体121上剥离,其上具有间隙宽度对应分隔板和活动部分间隙宽度的屏蔽罩放置在对应的基体121的电镀层113上。而后,同例5同样的方式用YAG激光通过屏蔽罩120的间隙照射以在电镀层113底面部分形成悬臂形状的活动部件。
用这种方式形成第二通路部分116,分隔壁上活动部件117,和为第一通路部分定位的凹槽119,从而得到可用作分隔壁的镍层115。
由于本例采用类似例2的基体,步骤可减化。由于成为分隔壁115的镍层通过电成型产生,分隔壁115的厚度也可统一控制。
(喷射液和气泡产生液)
如前面实施例所述,根据本发明,采用具有上面所述的活动部件结构,液体能在更高的喷射力下喷射,或是喷射效率高于通常的液体喷射头,当同样的液体用作气泡产生液和喷射液时,液体不可能变质,由于发热在热产生部分上的沉淀物也可减少。因此,可逆的状态变化可通过重复溶解(gassification)和凝固过程来完成。故此各种液体都可使用,只要这种液体不会腐蚀损坏液体流通路,活动部件或分隔壁或类似东西。
这些液体中,成分与通常使用的气泡喷射设备中的液体一样的,也可用作记录液体。根据上述例子中的任何一种方法得到的液体喷头允许用不同的液体作为喷射液和气泡产生液,可以用在气泡产生液中的气泡产生所增加的压力喷射液体。用通常的液体喷射头,高粘性的液体如聚乙二醇类甚至在加热的情况下也不能产生足够的气泡和足够的喷射压力。相比较而言,本发明的液体喷射头甚至在高粘度液体供应第一液流通路和容易产生气泡的液体(酒精和水以4∶6的比例的混合物粘度大约为1-2cp左右),供给第二液流通路作为气泡产生液的情形下也能较好地喷射高粘度液体。而且,由于本发明的液体喷头的结构包含有前面例子中解释的效果,高粘度液体能以更高的喷射效率和在更高的喷射压力下喷射。
在所用液体不耐热的情形下,如果这种液体用作供给第一液流通路的喷射液体,另一种容易产生气泡且耐热的液体供给第二液流通路,这种液体能以高喷射效率和在高喷射压力下喷射而不会有损此不耐热的液体。
当本发明的两流路结构用不同的喷射液和气体产生液时,需采用具有上面描述特性的气泡产生液体。特别地,这些例子包括:甲醇、乙醇、n-丙醇,异丙醇,n-己烷,n-庚烷,n-辛烷,甲苯二甲苯,二氯甲烷三氯乙烯氟利昂TF(Freon JF),氟利昂BF(FreonBF),乙基乙醚(ethyl ether),dioxane-,环己烷,甲醋酸,乙醋酸(ethyl acetate),丙酮,甲乙酮,水,和它们的混合物。
至于喷射液,各种液体都可用,无需关心其气泡产生特性或热特性程度。由于低气泡产生特性和/或因热特性容易改变通常不能使用的液体也可以采用。
但是,喷射液本身或与气泡产生液的相互作用不能妨碍喷射、气泡产生或活动部件的动作等是必须要求的。
用作记录液的下列成分的墨水可同时用于喷射液和气泡产生液,进行记录操作。由于墨水喷射速度增加了,液滴的命中精度提高了,因此,可记录高质量的图像。
2cp粘度染料墨水
(C.I.材料黑2)染料 3wt.%
二甘醇 10wt.%
硫二甘醇 5wt.%
乙醇 5wt.%
水 77wt.%
记录操作也可以在下列混合液体用作气泡产生液和喷射液情况下进行。总的来说,粘度为十几个cp的液体,以前不能用作喷射,也可正常喷射,甚至粘度为150cps的液体也能正常喷射产生高质量图像。气泡产生液1:
乙醇 40wt.%
水 60wt.%气泡产生液2:
水 100wt.%气泡产生液3:
异丙醇 10wt.%
水 90wt.%喷射液1:
(彩色墨水大约15cp)
碳黑 5wt.%
Stylene-acrylate-acrylate ethyl
共聚物
(氧化物140,平均分子量8000)
单乙醇胺 0.25wt.%
甘油 69wt.%
硫二甘醇 5wt.%
乙醇 3wt.%
水 16.75wt.%喷射液2(55cp):
聚乙二醇200 100wt.%喷射液3(150cp)
聚乙二醇600 100wt.%
在液体不能很容易喷射出来的情况下,喷射速度较低,因此,喷射方向上的变化在记录纸上变大,导致低的命中精度。另外,由于喷射的不稳定性,喷射量也发生变化,从而妨碍高质量的图像的产生。但是,根据各实施例,气泡产生液体的使用允许足够和稳定的气泡的产生。因此,液滴命中精度率能得到提高,墨水喷射量也能保持稳定,故此能明显提高记录图像质量。
(液体喷射头盒)
下面将根据本发明的实施例,说明相关于一个液体喷头的液体喷头盒的构造。
图14是一个包含上面描述的液体喷头的一个液体喷头盒的简要分解透视图,液体喷头盒通常包含一个液体喷头部分200和一个液体容器80。
液体喷头部件200包括一个元件衬底1、一个分隔壁30,一个凹槽部件50,一个限定弹簧78,液体供给部件90和支撑部件70。元件衬底1由许多生成热的电阻器为气体产生液提供热量。如上文所述,气泡产生液通道在元件衬底1和有活动壁的分隔壁之间形成。通过连接分隔壁30和凹槽顶层50,形成了使流体同喷射液相通的一个喷射通路。
限定弹簧78的功能是迫使凹槽部件50同元件衬底1相连,从而有效地使元件衬底1分隔壁30,凹槽和后面将介绍的支撑部件70合适地集成在一起。
支撑部件70的功能是支撑元件衬底1之类。支撑部件70其上有一电路板71连接到元件衬底1,以提供电信号,此外,当喷头盒安放在装置上时,触板72在两边的器件之间传输电信号。
液体容器90分别装有喷射液如墨水提供给液体喷头,而气泡产生液用于气泡产生。液体容器90的外部有一定位装置部件94,提供一个将液体喷头和液体容器连接在一起的连接装置,还有一个固定轴95用来固定连接部件。喷射液从液体容器的喷射液供给通道92通过连接部件的供应通道81提供给液体供给部件80的喷射液供给通道。同时通过喷射液供给通道83和部件21流入第一个公共液体室。类似地,气泡产生液从液体容器的供应管道93通过连接部件的供应通道供给到液体供给部件80的气泡产生液供应通道82,同时通过气泡产生液供应通道84、71和部件22流入到第二个液体室。
在这样的一个液体喷头盒中,即使当气泡产生液和喷射液不同时,液体也能很好地按序供给。在喷射液和气泡产生液相同的情况下,气泡产生液和喷射液的供给路径没有必要分开。
当液体用完后,液体容器可以用相应的液体补充。为了方便这一补充过程,液体容器最好提供一个液体补充口。液体喷头和容器可以是一体的,也可以是可分的。
(液体喷射装置)
图15是一简图,给出了与上述液体喷头一起使用的液体喷射装置。在这实施例下,喷射液为墨水,而喷射装置则为一个喷墨记录装置。该液体喷射装置包括一个HC小车,一个可装卸的喷头盒,其中喷头盒又由一个液体容器部分90和一个液体喷头200通过可装拆的方式联接组成。HC小车可以在沿记录材料如记录纸之类(150号零件)的宽度方向上往复运动。
当一个驱动信号由一个未显示的信号提供装置提供给喷液设备时,记录液体根据信号从喷口喷射到记录材料上。
本实施例中喷液装置包括作为驱动记录材料传送的装置和小车运动的驱动源的马达(111),从驱动源向小车传递驱动功率的齿轮组(112,113),以及小车支持轴(115)等等。通过这种记录设备及其用这种记录设备的喷液方式,把液体喷射到不同记录材料上,就可以提供良好的打印输出。
图16是一方块图,它说明了本发明的喷液技术及喷液头的喷墨记录设备的工作。
记录设备以控制信号的形式从主计算机(300)接收打印数据。打印数据被临时存在打印设备的输入接口(301)中,同时被转换成可处理的数据以输入给CPU 302,这里它起着提供打印头驱动信号的装置的作用。CPU 302把前述的输入给它的数据转换成可打印数据(图像数据),在这个处理过程中,CPU 302执行存在ROM 303中的控制程序,并利用到RAMs 304等外围单元。
进一步,为了把图像数据记录为记录纸上的一个点,CPU 302生成驱动数据来驱动一个驱动马达,以使记录纸和记录头与图像数据同步的移动。图像数据与马达驱动数据分别通过受相应时序控制的喷头驱动器307和马达驱动器305传输给打印头200和驱动马达306,以形成一幅输出图像。
至于与如上所述的记录设备一起使用的,用作墨水等类液体附着的记录介质,则可以为如下所示:各种纸张;OHP纸;用作CD碟的塑料材料,装饰板之类;织物;象铝,铜之类的金属材料;牛皮,猪皮,合成革等皮革;硬木,三合板等木料;竹料;马赛克之类的陶瓷材料;以及象海绵一样有着三维结构的材料。
上述的记录设备包括一个用作各种纸张和OHP纸的打印设备,一个用作制作CD碟之类塑料材料的记录设备,一个针对金属盘的记录设备,一个针对皮革类材料的记录设备,一个针对木料的记录设备,一个针对陶瓷材料的记录设备,一个针对海绵等具有网状三维结构记录媒体的记录设备,一个记录图像于织物上的纺织品记录设备,等等。
至于用于这些喷液设备的液体,只要与所用的记录媒体和记录条件协调,那么任何液体都是可用的。
(记录系统)
下一步将介绍一个典型喷墨记录系统,该系统利用与本发明相一致的记录头,喷液头等技术在记录介质上记录图像。
图17是一个简要透视图,利用了本发明前面所述的喷液头201的喷墨记录系统,该图描述了系统的总体结构。在本实施例中,喷液头是一种“全行”型头(full Line head),它包括以360 dpi(点/英尺)密度排列的多个喷射孔,足以复盖记录媒体150的整个可记录范围。该头包括四个头,对应于黄(Y),品红(M),青(C)和黑(BK)四种颜色。这四个头用预先定好的间隔彼此并行地固定在托架1202上。
这些头受一个头驱动器307提供的信号所驱动,这样头驱动器307则起到将驱动信号发送给每个头的作用。
四种颜色的墨水(Y,M,C和BK)分别由墨水容器204a,204b,204c和204d提供给相应的喷头。参考号204c代表一个气泡生成液容器,从中气泡生成液被传送到每个头。
在每个喷头下方,各有一个喷头帽203a,203b,203c和203d,包含有海绵之类的吸墨物质。它们覆盖住对应喷头的喷孔,保护喷头,而且在非记录工作区间维护喷头的性能。
参考号206代表一个传输带,以用作传输上述的各种记录介质如前面实施中所述。传输带206按各种滚轮决定的路线运动,而驱动则通过一个滚轮联接到马达驱动器305来实现。
在本实施例中,喷墨记录系统包括了一个打印前处理设备251和一个打印后处理设备252,它们分别安置于记录介质传送通路。在喷墨设备的上下游这些处理设备251和252用不同的方式分别在记录形成之前或后对记录介质进行处理。
这里打印前处理与后处理的方式随记录介质以及墨水的种类而变化。比如,当打印媒质包含有金属材料,塑料,陶瓷材料等时,记录媒体用紫外线及臭氧处理以增强表面活性。在象塑料树脂材料之类易于带电的记录材料情况下,灰尘易于被静电吸附于表面,这必将影响记录质量。在这种情况下,电离器被用来去除记录物质的静电,从而去除灰尘。当记录媒质是织物时,从防止起毛和增强附着力之类的角度,预处理可以用碱性物质,水溶性物质,合成聚合脲,水溶性金属盐,尿素,硫脲等来处理织物。当然预处理并不限于这些,它还可以是为记录材料提供合适的温度等。
另一方面,后处理则可以是用热处理或紫外光照射接受墨水的记录材料以提高墨水的附着性,或者是清除掉预处理中留下来的还没反应掉的物质。
在这本实施例中,喷头是一个全线头,但是本发明显然也可以应用于那些在记录材料宽度方向可移动的一系列喷头中。
(喷头套件)
下面描述包含与本发明一致的液体喷射头的喷头套件。图18给出了喷头套件的简图。它包括套件包501,它包括:按照本发明的喷头510,该头又包括一个喷墨部分511,一个可从喷头上拆离或不可拆离的墨水容器520;以及用来向墨水容器520注墨水的加墨装置530。
当墨水容器520中的墨水用完时,用加墨装置的针头530(象注射器之类的)插入墨水容器上的一个通气孔,或者墨水容器与喷头的联接部,或者墨水容器壁上钻出的一个小孔,于是加墨装置中的墨水就通过针头531进入墨水容器。
当液体喷头,墨水容器,加墨装置之类以套件的形式通过一个套件包提供时,如上所述,在墨水容器的墨水用完的情况下加墨是很容易的,这样记录就可以马上开始。
在这种实现方式下,喷头套件包含有加墨装置。但这并不是强制性的。组件也可以只包括一个装满墨水的可替换墨水容器和一个喷头。
尽管图32只显示了用于向墨水容器添加墨水的加墨装置,作为补充,喷头套件也可以包括向气泡生成液容器添加气泡生成液的添加装置。
本发明可以应用于如上所述的各种液体喷头。它不仅包括如图1所示的喷射出口在热产生元件2的表面方向上液流通路一端的所谓边界喷射型,也包括喷口在热产生元素2的相对一侧的所谓侧边喷射型,例如图19所示。实际上,侧边喷射型的液体喷头也可以用前述例子中的生成步骤来完成。
侧边发射型(图19)的喷液头与前述边界发射型的喷头在如下原理上是一致的。在热产生元件所放置的底层表面的第一通路部分4在为生成气泡向液体提供热能量的热产生元件2所提供的基层上生成,与喷出口9以液体直接连通的第二路径部分3在其上面生成。由金属等弹性物质做成的分离壁安置在第二通路部分3和第一通路部分4之间,第二通路部分与第一通路部分中的液体即由分离壁5分开。
侧边发射型液体喷头的特点在于喷出口9设置于热产生元件的紧上部,在第二通路部分3上部的孔盘(orificeplate)14中。喷出口9与热产生元件2之间的分离壁5带有一对活动部件,打开像双页铰链门一样。实际上,这一对活动部件6每个做成悬臂形,带有一自由端,在无喷射时两者的自由端相对,由正好在喷出口9中心部分的下方的细缝8明显地分开。当喷射时,两活动部件6由于区域B中的液体生成气泡而向着2通路区打开,如图19中箭头示。当液体收缩时它们关闭。这里区域A被充满下面将讲到的喷液盒中的液体,进入喷射就绪态,为下一次气泡生成作准备。
第二通路部分3,与另一喷出口9的第二通路部分一起与一个为保存从第二通用液体室10来的液体的容器(未显示)相连;而第一通路部分4以及另一喷口9的第一通路部分一起,则与一个为保存从第一公共用液体室11来的气泡生成液的储存盒(未显示)相连。
具有上述结构的侧边发射型液体喷头与边界发射型的一样,也可以通过提高喷出液体的补充以使喷液达到较高的能量效率及喷射压力,从而达到优秀的记录效果。
Claims (38)
1.一种制作液体喷头的方法,此喷头具有为喷射液体用的喷出口,有对所说液体供给热能的热产生元件,有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路,此第一通路部分与所说喷出口有液体连通,而第二通路部分安置在所说第一通路部分下面,且其底面装有所说的热产生元件,有将所说的液流通路分成所说第一通路部分和第二通路部分的分隔壁,还有一放置在所说热产生元件上部,在所说的分隔壁上的活动部件,并且按照由所说的热能在液体中生成的气泡安排成可移动到第一通路部分的一侧,凭借所说气泡的生成,使第一通路部分与第二通路部分相互以液体连通,同时所说的压力通过所说活动部件的移动指向所说的喷出口,以喷射所说的液滴,所说的方法包括:
准备提供所说热产生元件衬底的步骤;
形成具有所说活动部件的开槽分隔壁和所说第二通路部分的所说侧壁的步骤;和
把所说的开槽分隔壁连到所说的衬底上以形成所说的第二道路部分的步骤。
2.按照权利要求1的一种制作液体喷头的方法,其中所说的活动部件由带有槽的所说分隔壁形成。
3.按照权利要求2的一种制作液体喷头的方法,其中所说的活动部件的所说槽通过电成形形成所说的分隔壁而形成。
4.按照权利要求3的一种制作液体喷头的方法,其中所说的开槽分隔壁上的第二通路部分的侧壁是通过在所说分隔壁上安放干膜并成型所说的干膜而形成。
5.按照权利要求3的一种制作液体喷头的方法,其中所说的开槽分隔壁是通过在相应于第二通路部分具有电成形的凹槽的基体上形成金属膜而制成。
6.按照权利要求3的一种制作液体喷头的方法,其中所说开槽分隔壁上第二通路部分的侧壁部分由腐蚀形成。
7.按照权利要求6的一种制作液体喷头的方法,其中分隔壁部分和所说开槽分隔壁上的第二通路部分的侧壁部分由不同的材料做成,并且形成分隔壁部分的材料的腐蚀率低于形成第二通路部分侧壁部分材料的腐蚀率。
8.按照权利要求3的一种制作液体喷头的方法,其中所说开槽分隔壁上的第二通路部分的侧壁部分通过电成形形成。
9.按照权利要求2的一种制作液体喷头的方法,其中所说活动部件的槽是通过用激光照射所说的分隔壁形成。
10.按照权利要求9的一种制作液体喷头的方法,其中为形成所说分隔壁的材料是金属。
11.按照权利要求10的一种制作液体喷头的方法,其中所说的开槽分隔壁是通过在相应于第二通路部分具有电成形的凹槽的基体上,形成金属膜而制成。
12.按照权利要求10的一种制作液体喷头的方法,其中所说开槽分隔壁上的第二通路部分的侧壁部分由腐蚀形成。
13.按照权利要求9的一种制作液体喷头的方法,其中为形成所说分隔板的材料是树脂。
14.按照权利要求10的一种制作液体喷头的方法,其中所说开槽分隔壁上第二通路部分的侧壁部分是通过用激光照射形成。
15.按照权利要求1的一种制作液体喷头的方法,其中分隔壁部分和所说开槽分隔壁上第二通路部分的侧壁部分是由不用材料做成。
16.按照权利要求1的一种制作液体喷头的方法,其中所说开槽分隔壁有一与所说第一通路部分的壁吻合的吻合槽。
17.按照权利要求16的一种制作液体喷头的方法,其中所说的吻合槽是通过电成型在相应于吻合槽的凹槽的基体上形成金属膜而制成
18.按照权利要求16的一种制作液体喷头的方法,其中所说的吻合槽通过腐蚀所说开槽分隔壁而制成。
19.一种制作液体喷头的方法,此喷头具有为喷射液体用的喷出口,有对所说液体供给热能的热产生元件,有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路,此第一通路部分与所说喷出口以液体连通,而第二通路部分安置在所说第一通路部分下面,且其底面装有所说的热产生元件,有将所说的液流通路分成所说第一和第二部分的分隔壁,还有一放置在所说热产生元件上部、在所说的分隔壁上的活动部件,并且按照由所说的热能在液体中生成的汽泡安排成可移动到第一通路部分的一侧,凭借所说气泡的生成,第一通路部分与第二通路部分相互以液体连通,同时所说的压力指向所说的喷出口,通过所说的活动部件的移动,以喷射所说的液滴,其中所说活动部件通过提供带槽的所说分隔壁形成,而靠电成形以形成所说分隔壁,以便形成所说的活动部件的槽。
20.一种制作液体喷头的方法,此喷头具有为喷射液体用的喷出口,有对所说液体供给热能的热产生元件,有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路,此第一通路部分与所说喷出口以液体连通,而第二通路部分安置在所说第一通路部分下面,且其下表面装有所说的热产生元件,有将所说的液流通路分成所说第一和第二部分的分隔壁,还有一放置在所说热产生元件上部、在所说的分隔板上的活动部件,并且按照由所说的热能在液体中生成的汽泡安排成可移位到第一通路部分的一侧,凭借所说气泡的生成,第一通路部分与第二通路部分相互以液体连通,同时所说的压力指向到所说的喷出口,通过所说的活动构件的移位,以喷射所说的液滴,
其中带有所说可移动构件的分隔壁和第二通路部分的侧壁是整体形成的。
21.按照权利要求20的液体喷头,其中所说的分隔壁有一个槽,而所说活动部件用与分隔壁相同的部件上的槽形成。
22.按照权利要求20的液体喷头,其中所说分隔壁和第二通路部分的侧壁是用不同的材料做成。
23.按照权利要求20的液体喷头,其中所说的分隔壁有一与所说第一通路部分的壁吻合的吻合槽。
24.根据权利要求20中陈述的喷头盒包括液体喷头,且至少有一个为存放提供给所说液体喷头的液体的液体容器。
25.按照权利要求24的喷头盒,其中所说的液体容器分别装有提供给第二通路部分和第一通路部分的液体。
26.按照权利要求24的喷头盒,其中所说液体喷头和所说液体容器可相互分离。
27.按照权利要求24到26之一的喷头盒,其中的液体再装填入液体容器。
28.根据权利要求20中陈述的,液体喷头装置包括液体喷射头,而驱动信号提供装置为从所说液体喷头喷射液体提供驱动信号。
29.根据权利要求20陈述的液体喷射装置包括液体喷射头,而为承载接受从所说液体喷头喷出液体的记录介质的记录介质承载装置。
30.按照权利要求29的液体喷射装置,其中所说记录介质是皮革材料。
31.按照权利要求29的液体喷射装置,其中所说记录介质是塑料材料。
32.按照权利要求29的液体喷射装置,其中所说记录介质是金属材料。
33.按照权利要求29的液体喷射装置,其中所说记录介质是木材。
34.喷头套件,包括根据权利要求20的液体喷头,而液体填充装置为填充提供给第一通路部分的液体。
35.喷头套件,包括根据权利要求20的液体喷射头,而液体填充装置填充提供给第二通路部分液体,以生成气泡。
36.一种记录材料,随根据权利要求28到32之一的液体喷射装置液体喷出接收墨水。
37.一种制作液体喷头的方法,此喷头具有为喷射液体用的喷出口,有对所说液体供给热能的热产生元件,有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路,此第一通路部分与所说喷出口以液体连通,而第二通路部分安置在所说第一通路部分下面,且其底面装有所说的热产生元件,有将所说的液流通路分成所说第一和第二部分的分隔壁,还有一放置在所说热产生元件上部、在所说的分隔板上的活动部件,并且按照由所说的热能在液体中生成的气泡安排成可移动的,其中所说活动部件是通过提供所说的带槽分隔壁形成,而所说可移动部件的槽由电成形的所说隔板制作形成。
38.一种制作液体喷头的方法,此喷头具有为喷射液体用的喷出口,有对所说液体供给热能的热产生元件,有包含第一通路部分和第二通路部分的液流通路,此第一通路部分与所说喷出口以液体连通,而第二通路部分安置在所说第一通路部分下面,且其底面装有所说的热产生元件,有将所说的液流通路分成所说第一和第二部分的分隔壁,还有一放置在所说热产生元件上部、在所说的分隔板上的活动部件,并且按照由所说的热能在液体中生成的气泡安排成可移动的,其中所说活动部件是通过提供所说的带槽分隔壁形成,而所说可活动部件的槽的一端是锥形的。
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