CN1247803A

CN1247803A - 喷墨头和喷墨方法

Info

Publication number: CN1247803A
Application number: CN99119778A
Authority: CN
Inventors: 种谷阳一; 石永博之; 杉山裕之; 须釜定之; 岛津聪
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2000-03-22
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: DE69934845D1; CA2279022C; US6450776B1; KR100337847B1; AU766832B2; DE69934845T2; AU4115699A; EP0976562A2; CN1106287C; KR20000012045A; CA2279022A1; EP0976562B1; EP0976562A3

Abstract

一种利用气泡所产生的能量通过喷墨口进行喷墨的喷墨头,所述的喷墨头包括与移动部件接触的侧壁,所述的侧壁与移动部件的接触用以限制气泡向上游方向的生长,因此可以稳定地喷墨。

Description

喷墨头和喷墨方法

本发明涉及一种喷墨设备，该种设备通过对墨水施加热能而使墨水产生气泡，利用所述的气泡进行喷墨，更具体地说，本发明涉及一种包括一个移动部件的喷墨设备，通过利用所产生的气泡使所述的移动部件产生移动。

说明书中所用的术语“记录”意味着在记录媒介上所记录的东西不仅是显著的图象例如一个字符或一个数字，而且是不显著的图象例如一个图案。

这就是众所周知的喷墨记录方法或被称为喷气泡记录方法，所述的喷气泡记录方法就是通过对包含在记录设备如打印机上的墨水流动通道中的液体墨水施加能量，例如进行加热，因而在墨水中产生了气泡，并利用产生的气泡所导致的突然的容积的变化所产生的力，通过喷墨口喷出墨水，因此使墨水粘附在记录媒介上以形成一个图像。使用喷气泡记录方法的记录设备通常包括一个用于喷出墨水的喷墨口、一个与喷墨口相连的墨水流动通道和一个被用作能量产生装置的电热转换元件，美国专利US4,723,129公开了一种所述的记录设备。

使用此种记录方法不仅能够快速和低噪音地记录一个高质量的图像，而且还在所采用的喷墨头中设置喷墨口以高密度喷出墨水，以实践该方法，因此，具有许多优点，例如用小型的设备可轻易地记录具有高分辨率的图象，甚至是彩色图象的能力。因此喷气泡记录方法最近已经在多种办公设备上被使用，例如打印机、复印机和传真机，所述的喷气泡记录方法被更进一步地用于工业系统，例如印刷机械。

由于喷气泡记录方法已经在多个领域中的产品上被使用，下文将提到的要求已经变得更强烈。

曾经提出过驱动条件以提供一种喷墨方法并对喷墨头上的墨水流动通道的形状进行改进，所述喷墨方法能够稳定地产生气泡以便高速喷出墨水，获得高质量的图象，对墨水流动通道的形状所做的改进有利于在高速记录时向流动通道中高速补充墨水。

除了所述的喷墨头，日本专利申请公开6-31918注意到当产生气泡时出现一种反向波(即逆着喷墨口的方向施加一个反向压力)，并介绍了一种结构发明以阻止反向波，所述的反向波造成喷墨能量的损失。根据该发明的结构，相对于用于产生气泡的加热器，布置一个三角形板状部件。该发明用三角形板状部件暂时和微弱地遏制了反向波。然而该专利既没有介绍气泡的生长与三角形部件之间的关联，又没有这种关联的概念，因此上述发明具有下文提到的问题。

该专利所公开的发明中，由于加热器被布置在空腔的底部，不能稳定液滴的形状，并且不能直线地与喷墨口连通，并由于气泡可以在三角形顶点位置的周围生长，所以允许气泡从三角形板状部件的一侧到相对侧，在整个范围内生长，因此产生如下结果：气泡如通常在墨水中生长一样，仿佛没有使用该板装部件。因此三角形板状部件对生成的气泡不产生影响。相反，板状部件作为一个整体被气泡所包围，当气泡收缩时，补充进的墨水流向位于空腔内的加热器时产生湍流，导致微小气泡在空腔内聚集，因此破坏了利用所生长的气泡进行喷墨的原则。

在另一方面，公开号为436047A1的欧洲专利申请介绍了一种发明，在该发明中，交替地打开和关闭第一阀门和第二阀门(见欧洲专利文件436047A1的图4至图9)，所述的第一阀门用于将喷墨口附近区域与气泡产生区域相隔离，所述的第二阀门用于将气泡产生区域和墨水供给区域相隔离。然而该发明将这三个区域划分为两个区域，因此在喷墨阶段，墨滴出现显著的尾部拖曳，同时产生的卫星点大于用普通喷墨方法所生成的卫星点，所述的普通喷墨方法是指气泡的生长、收缩和破裂(不能利用由于气泡破裂产生的弯月墨水液面退却的效果)。因此该发明能够喷出多种形式墨滴，并提供一种相当低的喷墨响应频率，在补充墨水阶段，随着气泡的破裂，使墨水进入气泡生成区域，在下一个气泡被生成之前，由于不能提供墨水到喷墨口的邻近区域，所述的低喷墨频率在实践中无法使用。

申请人提出了多种使用移动部件(一个板状部件，该部件在喷墨口的一侧有一个自由端，另一端是一个支点或类似的东西)的发明，这些发明对墨滴的喷出的作用非常不同于上述的现有技术。在此之外，日本专利申请9-48127公开了一种发明，在该发明中，对上述的移动部件位移上限作了限制，防止了移动部件的行为被微弱地干扰。此外日本专利申请9-323420公开了一种发明，在该发明中，利用所述的移动部件的优点，通过相对于移动部件向自由端或下游移动一个公用上游墨水腔，加强了墨水补充能力。这些发明都基于这样一个前提，即当气泡的生长暂时被移动部件所限制时，气泡向喷墨口一侧的生长是敞开的不受限制的，没有将气泡的个别因素作为一个整体来考虑它对墨滴形成的影响，也没有考虑这些个别因素之间的关系。

更进一步，在日本专利申请10-24588中，申请人公开了一种使气泡生成区域与上述的移动板局部相通的发明，在该发明中注意到气泡的生长与压力波的传播有关，因而成为影响喷墨(声波)的因素。然而该发明仅仅注意到气泡在喷墨阶段的生长，没有将气泡的个别因素作为一个整体来考虑它对墨滴形成的影响，也没有考虑这些个别因素之间的关系。

虽然众所周知，利用薄膜沸腾，所生成的气泡的前端部分(边缘滑槽(chuter)型)对喷墨具有极大的影响，但没人注意到，气泡前端对被要喷出的墨滴的形成起了很大作用，发明人等l对此热心地进行了研究，形成一个解决这些技术问题的发明。

对上文提到的移动部件的移动和所生成的气泡进行研究，发明人等获得了有用的下文提到的知识。

注意到一种可以有效地限制气泡生长的“墨水流动通道内壁的形式”，该种形式的内壁可作为一种限制移动部件的新结构。发明人et等设想使用所述的墨水流动通道内壁来限制用于气泡生长的移动部件移动上限。研究结果就是布置在墨水流动通道内壁上的移动部件挡块使扩大许可范围成为可能，所述的许可范围是指所需的墨水流动时，在气泡所体现的图象形成面积与细微工作的范围。

具体地说，在移动部件和被布置在侧面的墨水流动通道内壁之间保持一个很大的间隙是需要的，所述的间隙可用来吸收在墨水流动通道内移动的移动部件所制造的偏差。

相反所述的大的间隙在气泡生长时，允许气泡从移动部件和墨水流动通道内壁之间穿过，所述的墨水流动通道内壁被布置在侧边，从而气泡可以向上生长到移动部件的上表面。因此认为在端部的间隙必须是狭窄的。然而通过在墨水流动通道内壁为移动部件设置一个挡块，这些彼此矛盾的问题可以被解决，所述的墨水流动通道内壁被布置在侧边。准确地讲，当具有大(例如5μm～8μm)的间隙时，墨水流动通道和移动部件的制造偏差可以被解决。随着移动部件跟着气泡的生长而移动，移动部件和侧挡块12b之间的间隙逐渐变窄，当间隙是3μm左右时，挡块开始限制气泡的通过，气泡的通过完全被遏制在侧挡块12b和移动部件相接触部分的邻近区域内。

从上述的新知识和观点中可以获得本发明。

更进一步地说，当使用侧挡块12b时，通过确保对气泡从气泡生成表面向上生长的上限的限制，在移动部件和气泡生成表面之间的空间内，气泡沿逆着喷墨口方向的生长被加速。由于不是降低喷墨效率的因素，所述的气泡生长可以被忽视。是否气泡的生长可以被移动部件的移动合理地利用，发明人等对此进行了研究。作为研究结果，发明人等获得如下结论，即通过将移动部件和压力波接收器接合起来，气泡的生长可以被合理地利用，所述的压力波接收器被设置在靠近气泡生成表面的位置(例如20μm或更短的距离)，但距气泡生成表面尚有一定的距离。

更进一步地说，通过对从支点延伸到自由端的移动部件的检查，发现实际上在移动部件的自由端和支点之间有一个活动支点，因而判断通常出现偏差的原因，即由于设计是基于移动部件的移动体积，该体积是对于自由端和支点之间的距离l从位移角度θ计算的。

在注意到这些事实的基础上进行研究，因而发现，通过精确测定移动部件移动所需要的实际体积，所述的偏差可以被纠正。

更进一步地说，本发明也提供一种用于制造一种喷墨头的方法，该喷墨头采用了上述知识。

本发明的主要目的是提供一种通过喷墨口喷出墨水的喷墨头，所述的喷墨是利用产生气泡所形成的能量进行喷墨。所述的喷墨头由加热元件、喷墨口、墨水流动通道、移动板和限制部件组成，所述的加热元件产生用于在墨水中生成气泡所需的热能；所述的喷墨口用于喷出墨水；所述的墨水流动通道与所述的喷墨口相连并具有一个用于在墨水中产生气泡的气泡生成区域；所述的移动板位于所述的气泡生成区域并随着气泡的生长而移动；所述的限制部件将移动板的移动限制在一个所期望的范围内；所述的墨水流动通道由一个配置有加热元件的大体平面的基片、一个反向板和两个侧板组成。所述的反向板与所述基片相对，所述的侧板位于基片和反向板之间。

所述的移动板有一个自由端，该端的宽度大于加热元件的宽度。

所述的移动板的自由端位于由加热元件所形成的气泡生成区域的中部，移动板相对于基片而被布置，移动板的侧端可相对于侧壁而移动。

所述的限制元件有一个端部限制部份和一个侧壁限制部份，所述的端部限制部份与移动板的自由端相接触；所述的侧壁限制部份位于气泡生成区域的旁边并相对于移动板在基片的对侧，它至少部分地与移动板侧端的两个侧相接触以保证墨水流动通道中部的畅通，因此，气泡生成区域所产生的气泡被移动板和侧限制部份之间的接触所限制。

本发明的另一个目的是提供一种通过喷墨口喷出墨水的喷墨头，所述的喷墨是利用产生气泡所形成的能量进行喷墨。所述的喷墨头包括，安装有一种加热元件墨水流动通道，该加热元件产生用于在墨水中生成气泡所需的热能；用于喷出墨水的喷墨口；与所述的喷墨口相连并具有一个用于在墨水中产生气泡的气泡生成区域的水流动通道；位于所述的气泡生成区域并随着气泡的生长而移动的移动板；将移动板的移动限制在一个所期望的范围内的限制部件。

所述的移动板上有一个凸起，该凸起接近气泡产生区域并从移动板向基片方向凸出。限制部件相对于具有气泡生成区域的墨水流动通道中的气泡产生区域而布置，当移动板与所述的限制部件基本上接触时，形成一个除了喷墨口之外基本上封闭的空间。

本发明另一个目的是提供一种利用气泡所产生的能量通过喷墨头上的喷墨口进行喷墨的方法，所述的喷墨头包括，提供热能用以在墨水中产生气泡的加热元件；用于喷出墨水的喷墨口；与喷墨口相连并具有一个用以在墨水中产生气泡的气泡生成区域的墨水流动通道；被布置在气泡生成区域，并随气泡的生长而移动的移动板；将移动板的位移限制在一个期望的范围内的限制部件，所述的墨水流动通道包括装有加热元件的大体平面的基片，与基片相对而置的相反板，在基片和相反板之间的两个侧壁。

在此所述的移动板有一个自由端，该端的宽度大于加热元件的宽度。

所述的移动板的自由端相对于加热元件所形成的气泡生成区域的中部，移动板相对于基片而布置，移动板的侧端可相对于侧壁而移动。

所述的限制元件有一个端部限制部份和一个侧壁限制部份，所述的端部限制部份与移动板的自由端相接触；所述的侧壁限制部份位于气泡生成区域的旁边并关于移动板在基片的对侧，它至少部分地与移动板的侧端两侧相接触以保证墨水流动通道中部的畅通。

所述的方法包括如下工步：在气泡生长到最大尺寸之前使移动板与限制部件相接触；使移动板与侧限制部件相接触，用以限制气泡生成区域所产生的气泡，从而所述的具有气泡生成区域的墨水流动通道形成一个除了喷墨口以外基本上封闭的空间。

本发明的另一个目的是提供一种利用气泡所产生的能量通过喷墨头上的喷墨口进行喷墨的方法，所述的喷墨头包括，提供热能用以在墨水中产生气泡的加热元件；用于喷出墨水的喷墨口；与喷墨口相连并具有一个用以产生气泡的气泡生成区域的墨水流动通道；被布置在气泡生成区域，并随气泡的生长而移动的移动板；将移动板的位移限制在一个期望的范围内的限制部件，所述的墨水流动通道包括，装有加热元件的大体平面的基片，与基片相对而置的相反板，在基片和相反板之间的两个侧壁。

所述的移动板有一个自由端，其自由端的宽度大于加热元件的宽度。

所述的移动板自由端相对于加热元件所形成的气泡生成区域的中部，相对于基片布置所述的移动板，移动板的侧端可相对于墨水流动通道的侧壁移动。

所述的限制部件由端部限制部分和侧边限制部分组成。所述的端部限制部分可以与移动板的自由端相接触，所述的侧边限制部分位于气泡生成区域的侧边和关于移动板位于基片对面，所述的侧边限制部分可以至少部分地与移动板的侧端的两侧接触，因此保持墨水流动通道中部的畅通。

所述的方法包括如下工步：随着气泡的生长，移动板产生移动，墨水围绕移动板流动，随着移动板逐渐接近侧边限制部分，使移动板和侧边限制部分之间的距离小于移动板和侧壁之间的间隔，因此限制了气泡向移动板方向的运动。

图1A，1B，1C，1D，1E，1F，1G，1H，1I，1J和1K显示了本发明第一实施例所推荐的喷墨设备上的喷墨头上的主要零件；

图2A，2B，2C，2D，2E，2F，2G，2H，2I，2J和2K显示了本发明第二实施例所推荐的喷墨头上的主要零件；

图3A，3B，3C，3D，3E，3F，3G，3H，3I，3J和3K显示了本发明第三实施例所推荐的喷墨头上的主要零件；

图4A，4B，4C，4D，4E，4F，4G，4H，4I，4J和4K显示了本发明第四实施例所推荐的喷墨头上的主要零件；

图5A，5B，5C，6A，6B，6C，7A和7B描述一种在基片上形成可移动部件，端部挡块，侧挡块和墨水流动通道的侧壁的方法；

图8A，8B，8C，8D，8E和8F用于描述按照第二种制造本发明所述的喷墨头的方法；

图9A，9B，9C，9D和9E用于描述按照第三种制造本发明所述的喷墨头的方法；

图10A，10B，10C，10D，10E，10F和10G用于描述制造第二实施例中的具有低凸起的移动部件的方法；

图11显示了一个具有窄小中央区域的侧壁；

图12A，12B和12C显示了一种侧射头；

图13A，13B，13C和13D显示了在侧射头中气泡的产生、生长和消失；

图14A，14B，14C，14D，14E，14F，14G，14H，14I，14J和14K显示了一种改进类型的侧射头，所述的改进是在图12A，12B和12C所示的侧射头的基础上进行的改进；

图15A，15B和15C显示了本发明第五个实施例中的喷墨头的主要零件；

图16A显示了一个生成时基本上没有流体阻力的气泡，图16B是一个可移动部件的透视图；

图17A，17B和17C显示了本发明第六个实施例中的喷墨头的主要零件；

图18A，18B和18C显示了本发明第七个实施例中的喷墨头的主要零件；

图19A，19B和19C显示了本发明第八个实施例中的喷墨头的主要零件；

图20A，20B和20C显示了本发明第九个实施例中的喷墨头的主要零件；

图21显示了加热元件的面积和墨水喷出数量之间的关系；

图22A和22B显示了本发明中喷墨设备上的主要零件；

图23显示了施加在电阻层上的矩形脉冲；

图24显示了本发明中装有喷墨设备的喷墨记录设备；

图25是一个方框图，显示了本发明的利用喷墨设备进行喷墨记录的整个记录设备。

[第一实施例]

图1A至图1K简略显示了喷墨头上的主要零件，所述的喷墨头是本发明第一实施例所选用的喷墨设备上的。图1B是沿着墨水流动路线的方向所做的局部剖视图，图1C是沿着图1B中1C-1C线所做的局部剖视图，图1A是沿着图1B中1A-1A线所做的局部剖视图。

下面将首先描述喷墨头的主要结构。

喷墨头由基片1、顶板2和墨水流动通道3组成，基片1和顶板2彼此分层固定，墨水流动通道3被布置于基片1和顶板2之间。墨水流动通道3是一个细长的被基片1、侧壁7和顶板(相反板)2所包围的通道。在单独一个喷墨头上有多条墨水流动通道3。一个具有很大体积的公用墨水腔6被布置在上游以便同时向多个墨水流动通道3提供墨水。这就是说从单独一个公用墨水腔6分支出多条墨水流动通道3。公用墨水腔6的高度远远高于那些墨水流动通道3。基片1上装有与多条墨水流动通道3相应的发热装置(气泡生成装置)10和可移动部件11。

移动部件11是一个板状的，以一端支撑的悬臂状的，在墨水流动的上游方向(图1B的右边)被固定在基片1上的部件，移动部件11以11a为支点在支点11a的下游(图1B的左边)相对于基片1垂直移动，在初始条件下，可移动部件11与基片1平行并在两者之间保持一定间隙。

在第一实施例中，移动部件11的自由端11b位于加热元件10的中央，一个用来限制移动部件11向上运动的端部挡块12a位于移动部件11的自由端的上方，侧挡块12b位于端部挡块12a的两侧，所以当移动部件的位移被所述的挡块限制时(当移动部件与挡块相接触时)，移动部件和墨水流动通道的壁之间的间隙被阻塞。

上述结构使前(上游)工作区与后(下游)工作区更可靠的分隔成为可能，使用与气泡形状特征有关的一个机械元件进行所述的分隔。由于喷墨头的结构使将工作分隔成为可能，因此给设计提供了比常规设计更大的自由度，常规设计中，对于墨水流动通道上下游之间的阻力平衡过于重视。

最好使自由端11b的位置Y和端部挡块12a的端部X位于一个与基片1相垂直的平面上。更理想的是X和Y既位于与基片1相垂直的平面上，同时与Z在同一平面，所述的Z是加热元件的中心。当X，Y和Z如上述的那样被配置时，上述的工作区可以被更有效地分开。

更进一步地说，墨水流动通道成形为在端部挡块12a的下游突然升高。即使当移动部件11的移动被挡块12所限制时，由于具有上述结构的墨水流动通道可使气泡向气泡生成区域的上游运动并到达足够的高度，不阻碍气泡的生长，并允许墨水平稳地流向喷墨口4，减少了高度方向上从喷墨口4的低端到高端的压力平衡的不均匀，因此能够更好地喷墨。具有上述结构的墨水流动通道不能用于不包含移动部件11的常规喷墨头，因为若将上述结构的墨水流动通道用于不包含移动部件11的常规喷墨头，则在墨水流动通道内挡块12的下游突然升高的位置处出现滞留，气泡滞留在所述的位置。但是在第一实施例中，当墨水流经上述的位置时，气体产生的影响极小。

更进一步地说，公用墨水腔6有一个突然地升高的顶板，以挡块12为边界。当不使用移动部件11时，虽然对墨水向气泡生成区域的下游流动的阻力低于对墨水向气泡生成区域的上游流动的阻力，用于喷墨的压力并不直接对着喷墨口。对于第一实施例中的喷墨头的结构，由于移动部件11基本上遏制了气泡向气泡生成区域上游的运动，所以用于喷墨的压力正对着喷墨口，由于当供给墨水时，墨水向气泡生成区域的下游流动时所受的阻力极小，所以气泡被产生，墨水加速流向气泡生成区域。

在具有上述结构的喷墨头中，使气泡向下游方向生长的因素与使气泡向上游方向生长的因素不等，使气泡向上游方向生长的因素数量较少，因此阻止墨水向上游方向的运动。对墨水向上游方向运动的阻止既缩短了弯月液面的退却的距离，又在喷墨后重新装入墨水阶段缩短了弯月液面的突出的距离，所述的弯月液面是喷墨后所形成的。所以喷墨口遏制了弯月液面的振荡，并能在从低频到高频范围内的各种驱动频率下稳定地喷墨。

在第一实施例中，墨水流动通道被构造成“直线相通状态”，即墨水的流动从气泡的下游位置到喷墨口是一条直线。更理想的是压力波传播方向、墨水流动方向和喷墨方向被排成一条直线，因而获得了理想的条件，所述的理想的条件是指墨滴66的喷墨方向和喷墨速度被稳定在极高的水平上，由于气泡的生成而形成所述的压力波，由于气泡的生成而导致墨水流动。作为一种足够获得所述的理想条件或近似理想条件的结构，本发明采用下述结构，即喷墨口4与加热元件10直线地和直接地相连，当墨水流动通道中没有墨水时，可以从喷墨口外看到加热元件的靠近喷墨口一侧(下游)，或者加热元件的，特别是加热元件的下游一侧，所述的加热元件的靠近喷墨口一侧对气泡特别是对喷墨口具有影响。

下面将详细介绍第一实施例中所选用的喷墨头进行的喷墨操作。

图1B显示了一种状态，即还没有能量例如电能被作用于加热元件10，或加热元件还没有进行加热。以下的情况很重要，即移动部件的宽度小于墨水流动通道的宽度，以便在移动部件和墨水流动通道之间保持有一定的间隙，喷墨头包含有一个端部挡块12a和侧挡块12b，端部挡块12a将加热元件10加热所生成的气泡分为上、下游部分，所述的端部挡块12a位于所生成的气泡的上游部分并限制移动部件11的的移动；所述的侧挡块12b位于端部挡块12a的两侧。端部挡块12a和侧挡块12b分别用于限制移动部件向上方的位移和移动部件之间的间隙，在移动部件向上方的位移被限制的同时，端部挡块12a和侧挡块12b是封闭的，阻止气泡向上游的移动。

图1E显示了一种状态，即充满气泡生成区域的墨水被加热元件10部分地加热，因此通过薄膜沸腾开始出现气泡40。

在此阶段，由于薄膜沸腾而出现的气泡40导致形成压力波，该压力波在墨水流动通道3内传播，因此以气泡生成区域的中间为界，墨水分别向上下游两个方向运动，由气泡40的生成而导致的墨水流动使移动部件11开始向上移动。更进一步地说，墨水通过侧挡块12b和移动部件之间的间隙向上游的墨水公用腔运动。在此阶段，侧挡块12b和移动部件之间的间隙很大，但随着移动部件的移动，所述的间隙逐渐变小。

图1G显示，在接近端部挡块12a和侧挡块12b之前，移动部件移动了很长一段距离。由于气泡40的生成所形成的压力波进一步的传播，移动部件接近气泡生成区域上游的端部挡块12a和侧挡块12b。墨滴66将从喷墨口4喷出。

此时端部挡块12a，侧挡块12b和移动部件之间的间隙是狭小的，因此在一定程度上限制了墨水流向气泡生成区域的上游或流向公用墨水腔。因此移动部件上下两侧的压力出现较大的区别，或者说气泡生成区域的一侧和公用墨水腔的一侧之间的压力出现较大差别，因此移动部件被压向侧挡块12b，使两者更接近。由于移动部件和端部挡块12a和侧挡块12b之间进一步的接近，墨水不能从移动部件和墨水流动通道的壁之间的间隙泄漏，甚至当所述的间隙足够宽时，墨水也无法泄漏。这种结构加强了气泡生成区域和公用墨水腔之间的密封，因此阻止了由于墨水向公用墨水腔泄漏而引起的喷墨力的损耗。

图1I显示，移动部件11进一步靠近侧挡块12b和端部挡块12a或与侧挡块12b和端部挡块12a发生接触，挡块限制移动部件11进一步向上的移动，因此显著地限制了墨水向上游流动，因此气泡40向上游方向的生长被移动部件11所限制。由于使墨水向上游流动的力很大，并对移动部件施加一个使之向上移动的力，所以移动部件11稍微有些向上凸起变形。由于移动部件限制气泡向上游方向的生长，但此时受加热元件所提供的热能的影响，气泡仍然继续生长，因此使气泡向上游生长的因素反过来帮助气泡向下游方向生长，因此与不使用移动部件相比，在加热元件下游所生成的气泡的高度更大。

在另一方面，由于移动部件11向上游方向的移动被上文所述端部挡块12a和侧挡块12b所限制，气泡40的上游部分的尺寸较小，它沿移动部件11弯曲，受墨水向上游运动的惯性力的影响，使移动部件11受到变形力的影响，因而移动部件向上游方向弯曲凸起。端部挡块12a、侧挡块12b、墨水流动通道的侧壁7、移动部件11和支点33共同工作，气泡上游部分基本上不能够从间隙中穿过，向上游运动。

因此所述的喷墨头显著地限制墨水向上游流动，因此阻止墨水冲击邻近的墨水流动通道和回流，并阻止了墨水供给系统通道内的压力振荡，在喷墨之后，以高速向墨水流动通道内补充墨水，关于补充墨水的内容将在下文介绍。

图1K显示当上述的薄膜沸腾之后，气泡中的负压阻止墨水在墨水流动通道内向下游的流动，气泡40开始收缩。

随着气泡的收缩，受移动部件自身悬臂梁形状所引起的应力和向上凸起变形所造成的应力的影响，移动部件加速向下移动。由于移动部件向下的移动降低了墨水向下游有低阻力的墨水流动通道流动的阻力，因此大量墨水通过端部挡块12a和侧挡块12b进入墨水流动通道3。受此影响，公用墨水腔中的墨水进入墨水流动通道。从挡块和向下移动的移动部件之间进入墨水流动通道的墨水流向下游的加热元件用以加速尚未完全破裂的气泡的破裂。当加速了气泡的破裂以后，墨水进一步流向喷墨口帮助弯月形液面返回，因此加强了喷墨后重新装入墨水的速度。

进一步说，如图1I所示，通过移动部件11、端部挡块12a和侧挡块12b的墨水在顶板2一侧的壁表面具有一个较高的流速，因此仅有极小数量的微小气泡，有助于稳定地喷墨。

更进一步地说，气泡的破裂所引起的气穴发生在气泡生成区域的下游，因此减轻了对加热元件的损害。同时减轻了烧焦的物质在加热器上的粘附，因此加强了喷墨稳定性。

虽然将侧挡块12b布置在顶板2上，所述的顶板就是上文所述的相反板，但该种结构并不是唯一的，侧挡块12b也可以仅仅布置在侧壁7上。

下文将描述图1A至图1K所显示的喷墨头的制造方法。

图1A至图1K所显示的喷墨头可以用下文所述的第一种或第二种方法来制造。

(第一种制造方法)

图5A～5C，6A～6C和7A至7B显示了在基片1上制造移动部件11、端部挡块12a、侧挡块12b和墨水流动通道上的侧壁7的方法，通过图5A～5C，6A～6C和7A至7B所示的步骤，在基片1上形成移动部件11、端部挡块12a、侧挡块12b和墨水流动通道上的侧壁7。

首先如图5A所示，通过喷涂方法在装在加热部件10的一侧的基片1表面上形成一个厚度约5000的TiW膜(图中未显示)，所述的喷涂膜被用作第一保护层，用来保护与加热元件10进行电接触的接触垫片部分。为了形成间隙保持部件71，用喷涂方法在装在加热部件10一侧的基片1表面上形成一个厚度约5μm的PSG(磷酸硅酸盐玻璃)膜。使用众所周知的光刻法，对所述的PSG膜进行加工，由PSG膜形成的间隙保持部件71被设置在相应于图1A至1K所示的移动部件11和加热元件10之间的气泡生成区域，所述的间隙保持部件71用于在移动部件11和基片1之间留出间隙。

在用绝缘连接等离子方法通过干燥侵蚀形成墨水流动通道3a时，间隙保持部件71被用作一个阻止侵蚀层，所述的绝缘连接等离子方法在下文将被详细介绍。间隙保持部件71保护TiW层、Ta膜和SiN膜在形成墨水流动通道3a时不受侵蚀气体的腐蚀，所述的TiW层在基片1上充当所述的接触垫片的保护层，所述的Ta膜被用作气蚀阻力膜，所述的SiN膜被用作电阻的保护层。因此在垂直于墨水流动通道3a的方向上，间隙保持部件71的宽度大于墨水流动通道3a的宽度，所以在干燥侵蚀用以形成墨水流动通道3a的时候，装在加热元件10的一侧的基片1表面和基片1上的TiW层没有被暴露。

图5B所示，用等离子CVD方法在间隙保持部件71的表面和装在间隙保持部件71的一侧的基片1的表面上形成一层厚度约为5μm的SiN膜72，所述的SiN膜72是一层用于形成移动部件11的材料膜。

图5C显示在SiN膜72的表面上形成一层防止侵蚀膜，用公知的光刻法对防止侵蚀膜进行加工，因此仅在SiN膜72相应于移动部件11的位置的表面上保留一层防止侵蚀膜73。在用侵蚀的方法形成墨水流动通道3a时，防止侵蚀膜73被用作一个保护层(阻止侵蚀层)。

图6A显示用微波CVD方法在SiN膜72的表面和防止侵蚀膜73表面上形成一层厚度约20μm的SiN膜74，所述的SiN膜74被用来形成墨水流动通道的侧壁7。在用微波CVD方法形成SiN膜74时，使用气体状的单硅烷(SiH₄)、氮气(N₂)和氩(Ar)。可以用乙硅烷(Si₂H₆)和氨水(NE₃)的混合物或一种混合气体来代替上述气体的混合。在高真空压力为5[mTorr]，微波频率2.45[GHz]和1.5[KW]能量的条件下，分别以100[sccm]、100[sccm]和40[sccm]的速度供给单硅烷、氮气和氩进而形成SiN膜74。可以用使用不同气体成份比率的微波等离子CVD方法来形成SiN膜74，在所述的CVD方法中使用一个RF能源或类似能源。

在SiN膜74的整个表面上形成一层腐蚀掩膜后，利用公知的方法例如光刻法对腐蚀掩膜层进行加工。因此在SiN膜74的表面上与墨水流动通道3a不对应的位置保留腐蚀掩膜层75。

图6B显示用氧等离子腐蚀方法对SiN膜74和SiN膜72进行加工，在此种情况下，SiN膜74和SiN膜72被腐蚀，SiN膜74在使用防止侵蚀膜73的位置处出现沟槽结构，腐蚀掩膜层75和间隙保持部件71起到防止侵蚀层的作用。

图6C显示在SiN膜74和防止侵蚀膜73的表面上设置一个厚的保护层，用CMP(化学机械抛光)或类似的方法对所述的保护层的表面进行处理，用于形成一个移动部件11的移动空间或用所述的保护层将上述的SiN膜74被腐蚀后所形成的沟槽填满。

图7A显示，一个厚度约30μm的树脂层77被涂盖用以形成端部挡块12a、侧挡块12b和墨水流动通道的侧壁7。在树脂层77的表面上形成一层腐蚀掩膜层78。对腐蚀掩膜层78进行加工，仅在相应于墨水流动通道的侧壁7、端部挡块12a和侧挡块12b的区域才保留腐蚀掩膜层78。

图7B显示，树脂层77被腐蚀因此形成沟槽结构。通过用加热的乙酸、磷酸和硝酸的混合物进行腐蚀，腐蚀掩膜层78、防止侵蚀膜73和间隙保持部件71被除去，因此在基片1上形成移动部件11和墨水流动通道的侧壁7。因此，在基片1上气泡生成区域10的位置处用作保护层的TiW膜部分和接触垫片均被用过氧化氢除去。当移动部件11、端部挡块12a、侧挡块12b和墨水流动通道的侧壁7在基片1上如上述的那样被形成后，顶板2被布置在墨水流动通道的侧壁7一侧的基片表面上，因此用此方法制造出图1A至图1K所示的喷墨头。

第一实施例中所述的制造喷墨头的方法使以高密度和高精度形成端部挡块12a和侧挡块12b成为可能。因此可以制造出具有高精度和高可靠性的喷墨头。

(第二种制造方法)

图8A～图8F显示了第二种用于制造本发明的喷墨头的方法。

首先用四氮化三硅或类似材料在装有加热元件10的基片1上初步制成移动部件11(图8A)。

其次在基片1上形成一层厚度足以覆盖移动部件11的可溶解的树脂层31(图8B)。在第一实施例中，可溶解的树脂层31的厚度约20μm，以正阻抗形式制成。

用光刻法对可溶解的树脂层31进行加工，保留用以形成墨水流动通道(图8C)的部分。

然后，用以覆盖可溶解的树脂层31的覆盖树脂层79形成(图8D)。在第一实施例中，包含阳离子聚合引发剂的环氧树脂被用于形成上述的树脂层79，树脂层79以负阻抗形式制成。

用光刻法将对应于墨水流动通道位置处的覆盖树脂层79的部分除掉(图8E)，此时树脂层79被除掉的部分的宽度不仅比可溶解的树脂层31的宽度窄，而且也比移动部件11的宽度窄。用上述的除树脂层79的方法在墨水流动通道3a上制成上述的侧挡块12b。

因此通过对可溶解的树脂层31进行溶解制成包含有移动部件11的墨水流动通道3a。最后通过将顶板2布置在具有开口的树脂层79的表面上，完成对具有移动部件11和侧挡块12b的喷墨头的制造(图8F)。

(第三种制造方法)

图9A～图9F显示了本发明第三种用于制造喷墨头的方法。

首先用四氮化三硅或类似材料在装有加热元件10的基片1上制成移动部件11，在基片1上覆盖一层树脂层74，它的厚度足以覆盖移动部件11(图9A)。在第一实施例中，树脂层74的厚度约20μm，以负阻抗形式制成。

然后用光刻法对树脂层74进行加工，形成墨水流动通道(图9B)。

在分隔台72上布置一层厚度约30μm的干膜77，将基片1和所述的干膜连在一起，将干膜与树脂层74相接触(图9C)。

当初步将干膜77烘干后，在干膜相对于墨水流动通道的位置处制成一个开口，所述的开口的宽度不仅比树脂层74上的开口的宽度窄，而且比移动部件11的宽度还窄(图9D)。通过用光刻法制造墨水流动通道3a的开口，在墨水流动通道3a上形成一种用作侧挡块12b的结构。

最后通过将顶板2安装在具有开口的干膜77的表面上，具有移动部件11和侧挡块12b的喷墨头被制成。

(第二实施例)

图2A～图2K显示了本发明的第二个实施例，由于图2A～图2K与图1A～图1K相似，第二实施例中与第一实施例相同的零件将不再被描述。

与第一实施例不同的是在移动部件11上有一个凸起11c(下文统称为低凸起)，所述的凸起11c邻近气泡生成区域并向基片1的方向凸出。低凸起11c用于遏制气泡生成区域所产生的气泡向后方(上游)的生长，因此如图2E～图2K所示，第二实施例中所生成的气泡小于第一实施例。通过遏制气泡向后生长，低凸起11c用于增强喷墨能量。

当移动部件11向基片1移动时，低凸起11c可能与基片1相接触。因此希望将低凸起11c布置在加热元件10的附近，但不在加热元件10范围内，更准确地说，希望低凸起11c距有效气泡生成区域5μm或更长的距离。更进一步地说，由于当低凸起距气泡生成区域太远时，它将不能有效地遏制气泡向后的生长，希望低凸起11c与有效气泡生成区域之间的距离在加热元件10的长度的一半以上。更准确地说，所述的距离约为45μm，所述的距离优选为小于30μm，在第二实施例中，所述的距离优选为约20μm或更短。

更进一步地说，低凸起11c的凸起高度等于或小于移动部件11与基片1之间的距离，在第二实施例中，在低凸起11c的凸起端面与基片1之间保持一个微小的间隙。

低凸起11c阻止气泡生成区域所产生的气泡在移动部件11和基片1之间向上游方向延伸，减少墨水向上的运动，因此增强了喷墨头在喷墨后重新装入墨水的能力。

下文将介绍用于制造第二实施例中带有低凸起的移动部件的方法。

首先如图10A所示，通过喷涂方法在装在加热部件10的一侧的基片1表面上形成一个厚度达5000的TiW膜，所述的TiW膜被用作第一保护层，用来保护与加热元件10进行电接触的接触垫片部分。

图10B显示，通过喷涂方法在TiW膜表面上形成一层厚度约4μm的Al膜，所述的Al膜将被用来形成间隙保持部件21a。

图10C显示，用公知的光刻法对所述的Al模进行加工，将对应于移动部件11的支撑或固定端部分和另一个位置23上的Al膜除掉，所述的位置23是指相应于移动部件11上的低凸起部分，因此形成了间隙保持部件21a。所述的位置23处的Al膜被除掉后形成一个约6μm的开口。

图10D显示，用喷涂方法形成另一层厚度约1μm的Al膜。在上述的将TiW膜表面上对应于移动部件11上的低凸起位置的Al膜除掉后，在所述的除去位置上又形成一个间隙保持部件21b。因此TiW膜表面上对应于移动部件11的支撑固定端的位置是裸露的，没有被Al膜所覆盖。由Al膜组成的间隙保持部件21a和21b用以在移动部件11和基片1之间保持一定的间隙。除了TiW膜表面上对应于移动部件11的支撑固定端位置以外，所述的Al膜在整个TiW膜表面上形成，包括加热元件10和移动部件11之间的气泡生成区域。同时在TiW膜表面上对应于墨水流动通道的侧壁位置上也覆盖有间隙保持部件21a和21b。

当用干腐蚀法制造移动部件11时，间隙保持部件21a和21b被用作阻止腐蚀层，所述的干腐蚀法将在下文介绍。覆盖在基片1表面上的间隙保持部件21a和21b，用来保护TiW层、Ta膜和SiN膜不受曾用来形成墨水通道3的腐蚀气体的腐蚀，所说的Ta膜在基片1上作为阻止气蚀膜，所述的SiN膜被用作电阻的保护层。因此在用干腐蚀法侵蚀SiN膜以制造移动部件11时，TiW膜的表面不是裸露的间隙保持部件21a保护TiW膜和基片1上的工作元件，在用干腐蚀法侵蚀SiN膜时，使它们不受损害。

图10E显示，用等离子CVD方法在间隙保持部件21a和21b的整个表面上和TiW膜整个裸露的表面上形成一层厚度约5μm的SiN膜22，所述的SiN膜22覆盖了间隙保持部件21a和21b，所述的SiN膜22被用作制造移动部件11的材料膜。用喷涂方法在SiN膜22的表面上形成一层厚度约为6100的Al膜，用公知的光刻法对Al膜进行加工，在SiN膜22表面上相应于移动部件11的部位保留一层Al膜(图中未显示)作为第二保护层。在用干腐蚀法对SiN膜22进行腐蚀以制造移动部件11时，所述的被留下作第二保护层的Al膜起保护层(阻止腐蚀层)或掩膜的作用。利用第二保护层作掩膜，用侵蚀设备对SiN膜22进行加工，移动部件11由加工后所留下的SiN膜22部分组成，所述的侵蚀设备使用非电耦合等离子。所述的侵蚀设备使用CF₄和O₂混合气体，对SiN膜22进行加工时，将不必要部分的SiN膜22除掉，因此一个被直接固定在基片1上移动部件11的支撑固定部分被形成。移动部件11的支撑固定部分的材料和与基片1紧密接触部分的材料包括TiW和Ta，所述的TiW和Ta是用以制造基片1上的阻止气蚀膜和垫片保护层的材料。

如上述，在侵蚀步骤或侵蚀区域，在除掉SiN膜22的不必要部分后的裸露部分上，由于已经形成了间隙保护部件21a和21b，TiW膜表面没有暴露，基片1被间隙保持部件21a和21b可靠地保护着。

图10F显示，使用乙酸、磷酸和硝酸的混合物，用洗脱方法将间隙保持部件21a和21b和第二保护层除掉，因此在基片1上形成了移动部件11，所述的间隙保持部件21a和21b由在移动部件11上形成的Al膜组成。使用过氧化氢，将基片1上的气泡生成区域10与TiW膜的垫片相接触的部分除掉。

图10G是图10F的俯视图。

虽然在图10A～图10G所显示的制造方法中，分别除去相应于移动部件11的支撑固定位置处的两层Al膜，但也可以在两层膜形成后同时将两层Al膜除掉，在此情况下，可以同时对Al膜进行加工，因此消除了对由于加工所造成的两层Al膜可能互相彼此偏离的担忧。

虽然第二实施例将包括低凸起和侧挡块的喷墨头作为最佳结构，实践显示，低凸起完全能够遏制气泡向后的生长，即使不使用侧挡块，也能实现有效的喷墨。

(第三实施例)

图3A至图3K用以说明本发明第三实施例。由于图3A～图3K与图1A～图1K相似，第三实施例中与第一实施例相同的零件将不再被描述。

与第二实施例不同的是，第三实施例有一个锥形部位11d和锥形部位12c，所述的锥形部位11d位于移动部件11的侧端上，所述的锥形部位12c位于侧挡块12b上和移动部件11相接触的部位。因此可以使锥形部位12c和锥形部位11d相接触。

与第二实施例一样，第三实施例中用侧挡块12b限制移动部件11的移动，用锥形部位12c和11d作导向来纠正侧挡块12b和移动部件11在横向的位置偏移，使这两个部件在最合适的位置彼此接触，使锥形部位12c和11d彼此更紧密地接触，因此增强了对墨水流动的限制和喷墨后重新装入墨水的性能。

(第四实施例)

图4A至图4K用以说明本发明第四实施例。由于图4A～图4K与图1A～图1K相似，第四实施例中与第一实施例相同的零件将不再被描述。在第一～第三实施例中，侧挡块12b与顶板2即相反板是连为一体的，与第一～第三实施例不同的是，在第四实施例中，侧挡块12b的形状象一个帽檐一样从侧壁7向外凸起，侧挡块12b的长度不能向上延伸到墨水流动通道3的上游，比墨水流动通道3短，侧挡块12b从加热元件10的中间开始向上游延伸，直到距加热元件10的上游端点约20μm处。

因此这种结构的侧挡块12b具有如下特点：在垂直方向和长度方向占用的空间最小，或者说保持一个宽的空间作为墨水流动通道，因此第四实施例能够显著地减少墨水从公头液腔流出的流动阻力，增强了喷墨后重新装入墨水的能力。更进一步地说，由于低凸起11c遏制气泡向后的生长，气泡不能延伸到没有布置侧挡块12b的区域，显示了屏蔽效果。

虽然在第四实施例中，侧挡块12b具有从侧壁7向外凸起的形状，但将侧壁7做成图11所示的狭窄形式也可获得同样的效果。

(第五实施例)

图15A至图15C显示了本发明第五实施例中所选用的喷墨头上的主要零件。首先将描述这种喷墨头的结构。

喷墨头由基片401、顶板402和墨水流动通道403组成，基片401和顶板402彼此分层固定，在基片401和顶板402之间形成墨水流动通道403。墨水流动通道403包括喷墨口404一侧的喷嘴区域405和供给通道部分406。喷嘴区域405是被天花板408和侧壁407所包围的细长形的墨水流动通道，在单独一个喷墨头中有多个喷嘴区域405。供给通道部分406具有很大的体积，被布置在上游并同时与多个喷嘴区域405相连，这就是说多个喷嘴区域405都是从单独一个供给通道部分406中分支出来的。供给通道部分406的天花板409的高度远远大于喷嘴区域405的天花板408的高度。与多个喷嘴区域405相对应，热生成元件(气泡产生装置)410和移动部件411被安装在基片401上，所述的热生成元件例如是指电热转换元件。

移动部件411象一个悬臂梁似的以一端支撑固定在基片401上，所述的移动部件的固定端在墨水流动的上游(图15A～15C的右边)，移动部件411以411c为支点，可在图15A～15C所示的支点411c的下游(图15A～15C的左边)垂直移动，移动部件上的自由端411b被设置在热生成元件410的中心靠下游的位置。在图15A所示的初始条件下，移动部件411与基片401平行并与基片1保持微小的间隙。

具有上述结构的第五实施例的喷墨头从墨水槽(图中未显示)通过供给通道部分406向每个喷嘴区域405提供墨水，所提供的墨水向下流入邻近的喷墨口404。一个驱动电路(图中未显示)有选则的向喷嘴区域405中的热生成元件410传送驱动信号，并通过喷嘴区域405将墨水喷出以形成相应的图象。接收驱动信号的热生成元件410产生热量用以对邻近热生成元件410(气泡生成区域)的墨水进行加热，因此产生图15B所显示的气泡。所生成的气泡412形成一个压力波，所述的压力波向喷墨口404方向运动(图15B的左边)，因此将墨水推挤出喷墨口404。从喷墨口404喷出的墨水粘附在记录媒介上例如记录纸(图中未显示)用以记录图象。另一方面，气泡向供给通道部分406方向(图15B的右边)生长的部分向上推动移动部件411。因此移动部件411的自由端411b与天花板408接触，防止被推动的移动部件的进一步变形。气泡向供给通道部分406方向(图15B的右边)向下的生长被移动部件411所限制。因此移动部件411的工作相当于一个阀门。

所述的阀门功能将被在下文详细介绍。

当在几乎不受周围流体阻力的情况下产生气泡时，气泡具有图16A所显示的形状，但是如果一个喷墨口被形面。例如在图16A的左侧，则可以认为气泡的左半侧(下游)帮助喷墨，气泡的右半侧(上游)对墨水弯月液面的振荡和在喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水产生影响。因此对气泡上游半侧生长的限制将有助于遏制气泡向上游方向传送的压力波和墨水向上游的惯性力，因此加强了在喷墨后喷嘴的重新装入墨水的频率和对弯月液面的振荡的遏制。当移动部件411被布置在墨水流动通道内，受压力波产生的压力分布导致的墨水运动的影响，移动部件411发生位移，气泡的产生形成了所述的压力波，气泡的生长依赖于墨水的运动。为了向上述的那样限制气泡上游半侧的生长，设置一个移动部件411就足够减轻墨水从气泡生成区域向上游方向的运动。由于墨水随着移动部件411的移动而向上游运动，向上游运动的墨水的体积近似等于移动部件在其移动范围所形成的体积，因此通过减少移动部件411所能够移动的范围，则有可能限制气泡向上游的方向的生长和有效地进行喷墨。准确地说，利用移动部件411的移动就足以遏制气泡向上游的生长或墨水向上游的运动，所述的遏制是指气泡上游半侧向上游的生长数量或墨水向上游的运动数量不能达到气泡最大体积的一半，所述的气泡的最大体积是指在几乎不受周围流体阻力的情况下，气泡生长所能达到的最大体积。但考虑到下述事实，即移动部件411和热生成元件410(基片401)之间存在一定的间隙，所产生的气泡能够进入所述的间隙内，将移动部件411的自由端411b布置在距热生成元件410中心靠近下游的一点距离的位置上，因此移动部件411向上游移动的体积(墨水向上游运动的数量在下文被称作移动部件411移动区域的体积Vv)不大于所述的气泡的最大体积Vb的一半。因此气泡向下游方向的生长与向上游方向的生长不相同，但是气泡向上游的方向的生长相当小，所以限制了墨水向上游方向的运动。对墨水向上游方向的运动的限制减少了喷墨后弯月液面的退却，在喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水阶段，缩短了弯月液面从小孔表面的凸出长度。移动部件411移动区域的体积Vv可以近似表示为“移动部件的长度“×”移动部件的宽度w“×”移动部件最大移动高度的”/2，所述的移动部件长度是指从移动部件自由端到支点的距离，需要指出的是所述的移动部件411的支点411a不同于移动部件的结构支点(固定端)411c。准确地说，当移动部件411具有预定长度时，实际支点411a通常位于结构支点411c的下游。上述的移动部件从自由端到支点的长度由实际支点411a所决定。

具有上述结构的第五实施例的喷墨头能够遏制反复运动的弯月液面的振荡，因此喷墨头能够在从低频到高频所有驱动频率范围内稳定地喷墨。

下面介绍一个真实的例子，在一个气泡喷墨类型喷墨头中，加热元件410的加热表面的面积是Sh，所能生成的气泡的最大高度为45μm，所以气泡的最大体积是Sh×45[μm³]。当移动部件411的面积用Sv来表示，移动部件411的最大移动高度(当移动部件411如图15A所示的那样被天花板408所限制而不能继续变形时，移动部件所能移动的距离)用Hv来表示，移动部件411移动区域的体积Vv可以近似表示为Sv×Hv÷2[μm³]。

例如当加热元件410的加热表面的面积Sh是40×115[μm]，移动部件411的面积Sv是40×175[μm]，喷嘴区域405中的天花板408的高度为35μm，移动部件411的最大移动高度为25μm，则气泡的最大体积Vb是40×115×45＝207000[μm³]，气泡最大体积Vb的一半是103500[μm³]。在另一方面，移动部件411移动区域的最大体积Vv是40×175×25÷2＝87500[μm³]。当移动部件411和喷嘴区域405中的天花板408的设置使得移动部件411移动区域的最大体积Vv如上述的那样比气泡最大体积Vb的一半还小时，即使当第五实施例中的喷墨头与普通喷墨头具有相同的加热元件时，第五实施例中的喷墨头在喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水的频率比普通的喷墨头在喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水的频率高的情况下，仍能有效地喷墨，所述的相同的加热元件是指加热元件具有相同的尺寸和驱动功率。图16B是移动部件的透视图。

(第六实施例)

图17A～图17C是用以说明本发明第六实施例的侧视图，显示了第六实施例中的主要零件。与第五实施例相同的元件将用相同的附图标记来表示，并不再被具体描述。

在第六实施例中，从喷嘴区域405上的天花板408向下凸出的挡块412与天花板408是连为一体的。如第五实施例所述在第六实施例中，挡块412的端部到基片401的距离被设定为25μm，通过用移动部件411遏制墨水向上游的惯性力，则加快了喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水的频率并获得限制弯月液面振荡的效果。通过将来自加热元件410的使气泡生长的能量向下游引导，可以获得一个很强的喷墨力，有助于更有效地推动墨水流向喷墨口404一侧，在第六实施例中，喷嘴区域405下游的横截面大于挡块412所在位置的横截面，以降低下游墨水流动通道的阻力，增强喷墨效率。有两种降低下游墨水流动通道阻力的方法，一种是扩大喷嘴区域的横截面积，另一种方法是缩短从加热器到喷墨孔的距离，第六实施例中采用第一种方法，由于后一种方法降低了喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水的频率。因此第六实施例中，喷墨速度和喷墨数量都被加强，因而能以高效率进行喷墨。

下文将更详细地介绍图17A～图17C所显示的第六实施例，加热元件410的面积Sh为40×115[μm]，移动部件411的面积Sv为40×175[μm]，挡块412的端部到基片401的距离是25[μm]，移动部件411的最大移动高度Hv为15[μm]，气泡的最大体积的一半是40×115×45÷2＝103500[μm³]，移动部件411移动范围的体积Vv是40×175×15÷2＝52500[μm³]。与第五实施例相比，由于移动部件411移动范围的体积Vv更小于气泡的最大体积Vb的一半，所以第六实施例中，喷墨头喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水的频率高于第五实施例中的喷墨头的重新装入墨水的频率，当然也高于普通喷墨头的重新装入墨水的频率，所述的第五实施例中的喷墨头与第六实施例中的喷墨头使用具有相同面积和驱动功率的加热元件410。

更进一步地说，在第六实施例中，象第五实施例一样限制墨水向上游的流动，减少弯月液面退缩数量，并在喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水阶段，缩短了弯月液面从小孔表面的凸出长度。第六实施例中的喷墨头能够遏制反复运动的弯月液面的振荡，因此喷墨头能够在从低频到高频所有驱动频率范围内稳定地喷墨。

除了移动部件411的厚度之外，在挡块412位置处，墨水流动通道的高度优选为10[μm]或更大，更优选为15[μm]或更大，挡块412的距离越小，则向喷嘴区域405装入墨水时，墨水流动通道的阻力就越大。当墨水流动通道的阻力增加对墨水流动所造成的影响大于遏制墨水向上游的惯性力的效果，则喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水的频率被降低。

(第七实施例)

图18A～图18C是用以说明本发明第七实施例的侧视图，显示了第七实施例中的主要零件。与第五实施例相同的元件将用相同的附图标记来表示，并不再被具体描述。

在第七实施例中，将喷嘴区域405中的天花板413部分地去掉，以便利于喷墨后向喷嘴区域405中补充墨水，同时利用移动部件411和喷嘴区域405的侧壁414遏制所述的补充墨水对临近的喷嘴区域405的干扰。准确地说，喷嘴区域405靠近供给通道部分406(上游)的一端的天花板的高度高于第五实施例中同样位置上的天花板的高度，即将所述部分的天花板的高度加高，使它的高度等于供给通道部分406中的天花板409的高度。

第七实施例中，即使当加热元件410、移动部件411、移动部件411的最大移动高度和气泡生成行为基本上与第五实施例相同，在喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水阶段，也能够更快地向喷嘴区域405注入墨水。所以第七实施例中喷墨头的驱动频率高于第五实施例中的喷墨头的驱动频率。

一个更短的侧壁414能够加快喷墨后向墨水流动通道内重新装入墨水的频率，但是也同样增加所述的干扰。发明人通过实验得出结论，当侧壁414延伸超过加热元件410的上游的端部10μm或更长时，就可以遏制干扰。

(第八实施例)

图19A～图19C是用以说明本发明第八实施例的侧视图，显示了第八实施例中的主要零件。与第五实施例相同的元件将用相同的附图标记来表示，并不再被具体描述。

在第八实施例中，象第七实施例一样，将喷嘴区域405中的天花板416部分地去掉，以便利于喷墨后向喷嘴区域405中补充墨水，同时利用移动部件411和喷嘴区域405的侧壁415遏制所述的补充墨水对临近喷嘴区域405的干扰。准确地说，喷嘴区域405靠近供给通道部分406(上游)的一端的天花板的高度高于第五实施例中同样位置上的天花板的高度，即将所述部分的天花板的高度加高，使它的高度等于供给通道部分406中的天花板409的高度。更进一步地说，与第六实施例一样，挡块417与天花板416连为一体。在挡块417下游的喷嘴区域405的横截面被扩大，因此降低了下游墨水流动通道的阻力，并提高了喷墨效率。

(第九实施例)

图20A～图20C是用以说明本发明第九实施例的侧视图，显示了第九实施例中的主要零件。与第五实施例相同的元件将用相同的附图标记来表示，并不再被具体描述。

在第九实施例中，在喷嘴区域405的天花板418靠近供给通道部分406(上游)的一端设置一个倾斜部件418a，当移动部件411升起时，倾斜部件418a阻止墨水流动。因此墨水向上游方向的流动被进一步地减少，也加强了对弯月液面的振荡的遏制。

(边缘滑槽类型)

将结合图1A～1K，图2A～2K，图3A～3K和图4A～4K，对边缘滑槽类型喷墨头的喷墨原理进行介绍。所述的边缘滑槽类型喷墨头是指喷墨口和加热元件被设置在两个彼此平行的平面上，喷墨口和加热元件彼此相对。图12A～12C显示了所述的边缘滑槽类型的喷墨头。

在图12A～12C中，安装在基片1上的加热元件10正对着顶板2上的喷墨口4，喷墨口4与经过加热元件10上方的墨水流动通道3相连，气泡生成区域位于加热元件10与墨水相接触的表面上。两个移动部件11被安装在基片1上，它们对称于一个通过加热元件10中心的平面，两个移动部件11的自由端在加热元件10的上方彼此相对。更进一步地说，移动部件11具有相等的凸起面积，所述的凸起是从移动部件11向加热元件10的方向凸出的，移动部件11的自由端保持一个期望的距离彼此分开，移动部件被通过加热元件中心的平面所分开，移动部件被如此布置，即它们的自由端位于加热元件中心的附近。

挡块64被设置在顶板2上，挡块64将移动部件11的移动限制在一定的范围内。墨水从公用墨水腔13流向喷墨口4，阻力比墨水流动通道3的阻力还小的墨水流动通道区域位于挡块64的上游，所述的墨水流动通道区域的横截面大于墨水流动通道3的横截面，所以墨水流动通道区域对墨水流动的阻力小。

图13A～图13D每个视图均显示一种单移动部件结构，所述的单移动部件结构是指对于一个加热元件，仅有一个移动部件与之配合。在图13C和图13D显示的结构中，除了端部挡块12a之外，还配置有侧挡块12b。在边缘滑槽类型喷墨口中，部件12d被设置在侧挡块12b的一个表面上，部件12b与移动部件接触用以加强对墨水向上游的惯性力的遏制，所述的部件12d与基片1相倾斜，所述的倾斜方向是指与基片1的下游方向相分离。当移动部件向上升起时，倾斜部件12d确保移动部件11和挡块之间更好地接触。因此，在气泡生成阶段，墨水向上游的运动被减轻，加强了对弯月液面振荡的遏制。

下面将结合附图13A～13D对具有上述结构的喷墨头的工作特点和效果进行介绍。

图13B和图13D均显示了一种状态，即流入气泡生成区域的墨水已经被加热元件10所加热，通过薄膜沸腾产生的气泡40已经长到最大体积。受气泡40所产生的压力波的影响，墨水流动通道3内的墨水向喷墨口4运动，随着气泡40的生长，移动部件11产生移动，墨滴66从喷墨口4中喷出。由于墨水向上流动，低阻力的墨水流动区域形成了一个大水流量，但是当移动部件11向上移动并接近挡块12或与挡块12相接触时，移动部件11向上的移动被限制，因而移动部件11显著地限制墨水向上游的运动。同时移动部件11也限制气泡向上游方向的生长。在图13B所示的条件下，一个很强的力推动墨水向上游运动，然而，气泡40被移动部件11所限制生长的那部分通过移动部件11和侧壁之间的间隙，在移动部件11上表面上膨胀，所述的侧壁是指墨水流动通道3的侧壁。所以形成了膨胀的气泡41。在图13D所示的条件下，在另一方面，由于侧挡块12b阻塞了移动部件11和墨水流动通道的侧壁7之间的间隙，不能形成上述的膨胀的气泡。

薄膜沸腾之后，气泡40立刻开始收缩，此时推动墨水向上游方向运动的力仍然很大，此时移动部件11仍然保持与挡块12a接触，因此气泡40的收缩可以显著地推动墨水从喷墨口4向上游运动。因此，在此时弯月液面被从喷墨口4显著地吸入墨水流动通道3，因此，以一个很强的力将与喷出的墨滴66相连的液柱切断。因而喷墨头减少了留在喷墨口4外部的墨滴或卫星滴。

当气泡基本上破裂后，一个移动部件排斥力(恢复力)克服了使墨水向上游运动至低阻力的墨水流动区域的力，因此移动部件开始向下移动，在具有低阻力的墨水流动区域，墨水开始向下游流动。同时由于所述的墨水流动区域对墨水流动的低阻力，墨水快速地形成一个很大的流量，并通过挡块12a进入墨水流动通道3。

在边缘滑槽类型喷墨头中，使用具有低阻力的墨水流动区域提供被喷出的墨水。因此加强了喷墨后补充墨水的速度。此外与具有低阻力的墨水流动区域相邻的公用墨水腔进一步减少了墨水流动通道的阻力，加强了喷墨后补充墨水的速度。

更进一步地说，受侧挡块12b和移动部件11之间的间隙和沿移动部件11的表面快速的供给墨水的共同影响，气泡的破裂被加速完成。在气泡40破裂阶段，所述的侧挡块12b和移动部件11之间的间隙帮助墨水快速流入气泡生成区域，当移动部件11与端部挡块12a分开时，形成了所述的沿移动部件11的表面快速的供给墨水。

(移动部件)

被用来形成上述的5μm厚的移动部件的四氧化三硅并不是唯一的可制造移动部件的材料，任何别的材料都可以被用来制造移动部件，只要它对被喷出的墨水有阻力，并具有足够的弹性以允许移动部件很好地工作就行。

优先被选作制造移动部件的材料是金属，例如高耐用的银、镍、金、铁、钛、铝、铂、钽、不锈钢、磷青铜和其合金；或者是腈基树脂，例如丙烯腈、丁二烯和苯乙烯，或者是酰胺基树脂，例如聚酰胺，或者是羧基树脂，例如聚碳酸酯，或者是醛基树脂，例如聚缩醛，或者是砜基树脂，例如聚砜，或者别的树脂，例如液体水晶聚合物和混合物。对墨水具有高阻力的金属，例如金、钨、钽、镍、不锈钢、钛和其合金，将这些金属当作阻碍墨水流动的材料喷涂在下述材料上，即酰胺基树脂，例如聚酰胺，醛基树脂，例如聚缩醛，酮基树脂，例如聚醚酮，酰亚胺基树脂，例如聚酰亚胺，羟基树脂，例如酚树脂，乙基树脂，例如聚乙烯，烷基树脂，例如聚丙烯，环氧基树脂，例如环氧树脂，氨基树脂，例如三聚氰胺，羟甲基树脂，例如二甲苯，和其混合物，陶瓷材料，例如二氧化硅，四氮化三硅和其混合物。具有微米数量级厚的膜可以被用于制造本发明中喷墨头上的移动部件。

下文将描述移动部件和加热元件之间的位置关系。加热元件和移动部件被合理地布置使通过合理地控制墨水的流动而有效的利用墨水成为可能。所述的墨水流动是被加热元件所产生的气泡所导致的。

众所周知，如图21所示喷墨头喷出的墨水数量与加热元件的面积成正比，但是在使用普通喷墨方法或被成为喷气泡记录方法的喷墨头中，出现无效气泡生成区域S，即不能用于喷墨的气泡生成区域，伴随着体积突变(气泡的生成)，普通喷墨方法导致状态改变，利用状态突变所产生的力从喷墨口进行喷墨，因此墨水粘附在记录媒介上形成图象。从加热元件烧焦条件可知，无效气泡生成区域出现在加热元件的周围。从这个结果可知，距加热元件边缘约4μm之外的区域不能产生气泡。

因此可以说，在有效气泡生成区域的正上方的区域内，可以对移动部件施加一个有效力，所述的有效气泡生成区域是指距加热元件边缘4μm或更小的距离以内的区域。注意到以下事实，本发明所述的喷墨头在某个阶段，在气泡生成区域中心的附近区域(沿墨水流动方向，距气泡生成区域的中心±10μm)内，气泡的工作与墨水在墨水流动通道内向上游或下游的流动无关，在另一个阶段，气泡与墨水流动共同工作。所以如何布置移动部件相当重要，所以移动部件仅被布置在气泡生成区域中心的上游的区域。虽然有效气泡生成区域被定义在距加热元件边缘4μm或更小的距离以内的区域，根据加热元件的种类和制造方法，对此定义可以进行修改。

为了更好地形成上述的基本上封闭的空间，最好在移动部件和加热元件之间保持一个10μm或更短的距离。

(基片)

下面将详细介绍基片1的结构，加热元件10被安装在基片1上对墨水进行加热。

图22A和22B是侧视图显示了本发明喷墨设备上的主要零件，图22A显示了一种有保护膜的喷墨设备，图22B显示了一种没有保护膜的喷墨设备，所述的保护膜将在下文被介绍。

在基片1的上方设置带有沟槽的顶板2，所述的沟槽被用来构成墨水流动通道3。

通过如下步骤制成基片1，在基座107上形成一层氧化硅膜或四氮化三硅膜106用来绝缘和积聚热量，所述的基座107可以用硅制成；对电阻层(0.01～0.2μm厚)105和线路电极104(0.2～1.0μm厚)进行加工，电阻层由二硼化铪(HfB₂)、一氮化钽(TaN)、或铝化钽(TaAl)等材料组成，在膜106上构成图22A所示的加热元件。通过从线路电极104向电阻层105施加一个电压而产生热量，因此提供电流通过电阻层105。在线路电极104和气蚀阻力层102(0.1～0.6μm厚)之间的电阻层105上形成一层由氧化硅或四氮化三硅组成的约0.1～2.0μm厚的保护膜103，所述的气蚀阻力层102由钽组成，被形成在保护膜103上，用以将电阻层105与各种液体例如墨水隔绝。

由于气泡生成和破裂时所产生的压力和冲击波相当大，因而显著地降低了氧化膜的使用寿命，一种金属材料例如钽(Ta)被用作构成气蚀阻力层102的材料。

综合考虑墨水、墨水流动通道结构和电阻层的材料，可以采用一种图10B所示的不需要在电阻层105上设置保护膜103的结构。当不设置保护膜103时，需要使用一种铱钽铝合金或类似材料制造电阻层105。

上述的加热元件10可以仅仅由在线路电极104之间的电阻层105(热生成部分)形成，或者也包括一层用以保护电阻层105的保护膜103。

虽然在每个实施例中都使用由电阻层105所细成的加热元件10，但这种加热元件并不是唯一的，任何一种能在墨水中产生能用于喷墨的气泡的元件都可被用作加热元件，所述的加热元件10根据电信号产生热量。因此可以使用光热转换元件或别的类型热生成元件作基片1上的热生成元件，所述的光热转换元件是指将所接收到的光能例如激光转化为热能；所述的别的热生成元件是指将所接收到的高频波转化为热能的热生成元件。

上述的基片1除了加热元件10之外，还包括用于选择性地驱动加热元件10(电热转换元件)的功能元件，例如晶体管、二极管、寄存器和移位寄存器，所述的移位寄存器在半导体制造过程中用来求积分。所述的加热元件10由电阻层105和线路电极104构成，所述的电阻层105构成加热部分，所述线路电极104向电阻层105提供电信号。

为了驱动安装在基片1上的加热元件10加热部分以便进行喷墨，通过线路电极104向上述的电阻层105施加一个如图23所示的矩形脉冲，因此在线路电极104之间的电阻层105突然产生热量。在上述的每一个实施例中的喷墨头上，通过施加一个电压为24V，脉冲宽度7μsec，电流强度150mA，频率为6KHz的电信号来驱动加热元件，因而根据前述的喷墨原理，墨水被从喷墨口4喷出。然而具有上述数据的电信号并不是唯一的，任何数值的能在墨水中产生足够的气泡的电信号都可被用作驱动信号。

(记录器)

图24显示了一种喷墨记录器，在该设备上使用墨水作喷出液体，滑座HC支撑着盒式喷墨头在记录媒介150的横向往返运动，所述的盒式喷墨头由装有墨水的油罐90和作为喷墨设备的记录头200组成，所述的记录头200和油罐都是可拆卸的，所述的记录媒介例如记录纸由记录媒介输送装置送进。

当驱动信号从驱动信号提供装置(图中未显示)被传送给滑座HC上的喷墨装置时，与这个信号相应的墨水(记录液体)从记录头上被喷向记录媒介

本发明实施例中所采用的记录器上有一个电动机111、齿轮112和113、滑座轴115等，电动机111被用作驱动滑座和记录媒介输送装置的动力源，齿轮112和113将动力从动力源传送给滑座。利用本发明的喷墨方法，通过向不同种类的记录媒介上喷墨，这种记录器能够很好地记录图象。

图25是一个方框图，在整体上对喷墨记录系统进行说明，所述的喷墨记录系统利用本发明的喷墨设备记录图象。

记录系统从主机300接收被用作控制信号的打印数据。打印数据被临时存储在打印机上的输入接口301内，同时将打印数据转换为记录系统的可操作数据，并输入CPU(中央处理器)302。在存储在ROM(只读存储器)303内的控制程序的基础上，CPU使用外围设备例如RAM(随机存储器)304对输入的数据进行加工，将其转换为将要被打印的数据(图象数据)。

为了将图象数据记录在记录纸上的合适位置上，CPU302产生一个与图象数据同步的用于驱动电动机306的驱动信号，所述的电动机用以驱动支撑着记录纸和记录头的滑座HC。分别通过头驱动器307和电动机驱动器305，将图象数据和驱动信号传送给记录头200和驱动电机306，记录头200和驱动电机306分别同步被驱动以形成图象。

适合于这种喷墨记录系统的记录媒介150有很多种纸，OHP纸；可被用作压缩盘或装饰纸的塑性材料；布；金属材料例如铝和铜；皮革材料例如牛皮，猪皮和人造皮；木制材料例如木制板和胶合板；竹材料；陶瓷材料例如瓷砖；三维结构例如海绵。

记录系统可以包括打印机、印刷机和记录器，所述的打印机可在不同种类纸和OHP纸上记录图象；所述的印刷机可在布上印刷图象；所述的记录器可以在不同的材料上记录图象，所述的不同材料包括塑性材料例如压缩盘、金属板、皮革材料、木制材料、陶瓷材料和三维材料例如海绵。

任何与记录媒介或记录条件相适应的液体都可被该喷墨设备所使用。

Claims

1.一种利用生成气泡所产生的能量通过喷墨口进行喷墨的喷墨头，所述的喷墨头包括，产生热能用以在墨水中生成气泡的加热元件；用于喷出墨水的喷墨口；与喷墨口相连并具有一个用以在墨水中产生气泡的气泡生成区域的墨水流动通道；被布置在气泡生成区域，并随气泡的生长而移动的移动板；将移动板的位移限制在一个期望的范围内的限制部件，其特征在于：所述的墨水流动通道包括，装有加热元件大体平面的基片，与所述基片相对而置的相反板，在基片和相反板之间的两个侧壁，

其中所述的移动板自由端的宽度大于加热元件的宽度，

其中所述的移动板自由端相对于加热元件所形成的气泡生成区域的中部，所述的移动板与基片相对而布置，移动板的侧端可相对于墨水流动通道的侧壁移动，

所述的限制部件包括，与移动板的自由端相接触的端部限制部分，位于气泡生成区域的侧边和相对于所述移动板位于所述基片对侧的侧边限制部分，所述的侧边限制部分可以至少部分地与所述移动板的侧端两侧接触，因此保持墨水流动通道中部的畅通，气泡生成区域所生成的气泡被移动板和所述的侧边限制部分之间的接触所限制。

2.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的移动板被布置在靠近所述的气泡生成区域，并具有一个凸起从移动板向基片方向凸出。

3.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的端部限制部分与所述的移动板的自由端在一个与基片相垂直的平面内。

4.根据权利要求3所述的喷墨头，其特征在于：所述的端部限制部分、所述的移动板的自由端和加热元件的中心都在一个与基片相垂直的平面内。

5.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述墨水流动通道具有从所述端部限制部分向下放大的截面积。

6.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：在端部限制部分的上游，所述的相反板具有相对于基片升高的表面。

7.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的端部限制部分与所述的侧边限制部分是连续的。

8.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的移动板的侧端具有锥形形状部分，所述的锥形部分向基片方向伸展，所述的侧边限制部分有一个锥形形状部分，它向墨水流动通道的中央方向变窄。

9.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的侧边限制部分具有在与基片相分离的方向上向墨水流动通道下游倾斜。

10.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的侧边限制部分被布置在所述的相反板上。

11.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的侧边限制部分被布置在所述的侧壁上。

12.根据权利要求11所述的喷墨头，其特征在于：所述的侧边限制部分从墨水流动通道的中部向墨水流动通道内凸起。

13.根据权利要求11所述的喷墨头，其特征在于：墨水流动通道在所述的相反板的一侧的宽度大于墨水流动通道在侧边限制部分的宽度。

14.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的加热元件与喷墨口直线连通。

15.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的喷墨口被布置在加热元件的上方。

16.根据权利要求15所述的喷墨头，其特征在于：对于一个加热元件可配置多个移动板，所述的多个移动板相对于加热元件所的气泡生成中心对称分布。

17.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的加热元件利用薄膜沸腾现象进行喷墨。

18.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于：所述的移动板的移动区域的体积Vv与所述的气泡的最大体积Vb的关系为：

Vv＜Vb/2

19.一种利用生成气泡所产生的能量通过喷墨口进行喷墨的喷墨头，所述的喷墨头包括一个包括一个加热元件的第一墨水流动通道，所述的加热元件提供热能用以在墨水中产生气泡；用于喷出墨水的喷墨口；与喷墨口相连并具有一个用以在墨水中产生气泡的气泡生成区域的墨水流动通道；被布置在气泡生成区域，并随气泡的生长而移动的移动板；将移动板的位移限制在一个期望的范围内的限制部件，

其特征在于：所述的移动板在靠近气泡生成区域的位置有一个凸起，所述的凸起是从移动板向基片方向凸出，所述的限制部件被布置在相对于具有气泡生成区域的墨水流动通道上的气泡生成区域的位置，当所述的移动板与限制部件基本上接触时，形成了一个除喷墨口之外基本上封闭的空间。

20.根据权利要求19所述的喷墨头，其特征在于：所述的加热元件与喷墨口直线连通。

21.根据权利要求19所述的喷墨头，其特征在于：所述的喷墨口被布置在加热元件的上方。

22.根据权利要求21所述的喷墨头，其特征在于：对于一个加热元件可配置多个移动板，所述的多个移动板相对于加热元件所形成的气泡生成中心对称分布。

23.根据权利要求19所述的喷墨头，其特征在于：所述的加热元件利用薄膜沸腾现象进行喷墨。

24.一种利用在墨水流动通道内的液体中所产生的气泡进行喷墨的喷墨头，所述的喷墨是通过与所述的墨水流动通道相连的喷墨口进行的，

其特征在于：移动部件以一端支撑，象一个悬臂梁，并在靠近喷墨口的一侧有一个自由端，所述的移动部件的移动区域的体积Vv与所述的气泡的最大体积Vb的关系为：

Vv＜Vb/2

25.一种利用生成气泡所产生的能量通过喷墨头上的喷墨口进行喷墨的方法，所述的喷墨头包括提供热能用以在墨水中产生气泡的加热元件；用于喷出墨水的喷墨口；与喷墨口相连并具有一个用以在墨水中产生气泡的气泡生成区域的墨水流动通道；被布置在气泡生成区域，并随气泡的生长而移动的移动板；将移动板的位移限制在一个期望的范围内的限制部件，所述的墨水流动通道包括装有加热元件大体为平面的基片，与基片相对而置的相反板，在基片和相反板之间的两个侧壁，

所述的移动板自由端的宽度大于加热元件的宽度，

所述的移动板自由端相对于加热元件所形成的气泡生成区域的中部，相对于基片布置所述的移动板，移动板的侧端可相对于墨水流动通道的侧壁移动，

所述的限制部件包括与移动板的自由端相接触的端部限制部分，位于气泡生成区域的侧边和相对于移动板位于所述基片对侧的侧边限制部分，所述的侧边限制部分可以至少部分地与所述移动板的侧端两侧接触，因此保持墨水流动通道中部的畅通，

其特征在于：所述的方法包括以下步骤：在气泡生长到最大尺寸之前使移动板与限制部件相接触；使移动板与侧限制部件相接触，用以限制气泡生成区域所产生的气泡，从而所述的具有气泡生成区域的墨水流动通道形成一个除了喷墨口以外基本上封闭的空间。

26.一种利用生成气泡所产生的能量通过喷墨头上的喷墨口进行喷墨的方法，所述的喷墨头包括提供热能用以在墨水中产生气泡的加热元件；用于喷出墨水的喷墨口；与喷墨口相连并具有一个用以产生气泡的气泡生成区域的墨水流动通通；被布置在气泡生成区域，并随气泡的生长而移动的移动板；将移动板的位移限制在一个期望的范围内的限制部件，所述的墨水流动通道包括装有加热元件大体为平面的基片，与基片相对而置的相反板，在基片和相反板之间的两个侧壁，

所述的移动板自由端的宽度大于加热元件的宽度，

其特征在于所述的方法包括以下步骤：随着气泡的生长，移动板产生移动，墨水围绕移动板流动，随着移动板逐渐接近侧边限制部分，使移动板和侧边限制部分之间的距离小于移动板和侧壁之间的距离，因此限制了气泡向移动板方向的运动。

27.根据权利要求26所述的喷墨方法，其特征在于包括以下步骤：与所述的侧边限制部分相接触的移动板基本上屏蔽了气泡生成区域上游的一部分之后，墨水绕过所述的移动板的侧边进入气泡生成区域；沿移动板表面流动的墨水与从移动板侧边流动的墨水汇合在一起。