CN101659152A - 液体喷出头 - Google Patents

Abstract

液体喷出头。本发明提供一种提高墨的再填充速度以减少从墨滴喷出结束到下一次墨滴喷出开始的时间并且维持通过打印获得的图像的高品质的打印头。该喷墨打印头具有喷出口部(10)，该喷出口部(10)包括与大气连通的第一喷出口部(16)和具有沿与喷出方向正交的方向延伸的截面的第二喷出口部(17)，该截面的面积比第一喷出口部(16)的沿正交方向延伸的截面的面积大；第二喷出口部(17)形成在起泡室(9)和第一喷出口部(16)之间。在该喷墨打印头中，喷出口部第一轴线(12)被定位成与喷出口部第二轴线(14)分开。

Description

液体喷出头

技术领域

本发明涉及一种喷出液滴的液体喷出头，特别地，涉及由液体喷出头喷出的液滴的稳定性的提高。

背景技术

很多已经提出的打印设备包括基于按需(drop-on-demand)方式的喷墨打印设备。这些喷墨打印设备对液滴施加动能以喷出液滴，喷出的液滴冲击打印介质，用于打印。从而，这些喷墨打印设备具有能够根据该方式打印各种打印介质的优点。这些喷墨打印设备还具有如下优点：消除了用于使墨定影的特殊处理的需要以及允许以便宜的方式获得高清晰度图像。由于这些优点，家庭和办公室中已经普遍采用基于按需方式作为打印方式的喷墨打印设备作为用于输出图像文件的手段。该打印方式便宜且容易获得，并且被用作作为计算机用***设备的打印机、复印机、传真机等的打印手段。

用于常见的喷墨打印方式的典型喷墨方法(喷墨能量产生元件)包括利用例如加热器等电热转换元件的方法以及利用例如压电片(piezo elements)等压电元件的方法。这些方法中的任何一种方法都允许根据电信号来控制墨滴的喷出。利用电热转换元件的喷墨方法对每个电热转换元件施加电压，以使电热转换元件附近的墨瞬间沸腾。在沸腾过程中，墨的相位改变，以快速增大起泡压力，从而允许墨滴快速地喷出。另一方面，利用压电元件的喷墨方法对每个压电元件施加电压，以使压电元件移位。在移位过程中，产生压力而喷出墨滴。在日本专利特开No.S54-161935(1979)、日本专利特开No.S61-185455(1986)、日本专利特开No.S61-249768(1986)、日本专利特开No.H4-10940(1992)以及日本专利特开No.H4-10941(1992)中公开了利用具有电热转换元件的打印头的喷墨方法。

在下面这一点上，利用电热转换元件的喷墨方法比利用如压电元件等其它手段的方法有利。前一种方法不需要用于安装打印用元件的大空间，从而使得喷嘴能够集成在一起并且允许打印头的尺寸的减小。

为了增加喷墨打印设备的打印速度并且进一步提高图像品质，必须实现每单位时间的喷墨次数的增加、墨滴尺寸的进一步减小以及墨滴喷出的稳定性。喷墨次数等于施加到电热转换元件的电压的驱动频率。然而，驱动频率与将墨从供给室再填充到喷出口部和起泡室中的频率(下文中被称为再填充频率)一致地降低。

为了允许连续地喷墨，进行如下操作。在墨通过喷出口被喷出之后，将新的墨再填充到喷出口部和起泡室中。然后，再次驱动电热转换元件，以喷出新的墨。此时，如果在墨滴喷出后再填充墨所需的时间长，则需要经过长时间才到下一次墨滴喷出。这使得不能长时间地进行打印操作，导致打印所需的时间长。

提高再填充频率需要减小喷出口部的流阻。然而，在该情况下，单是增大喷出口的直径就使喷出的墨滴的尺寸增大。这妨碍了获得高清晰度的图像。这是因为，喷墨打印设备组合各种颜色的墨滴来形成图像，从而墨滴的尺寸与图像品质具有密切的关系。

从而，为了提高打印头中的墨再填充速度，打印头可以形成为使得喷出口部具有第一喷出口部和第二喷出口部，该第二喷出口部被设置在起泡室和第一喷出口部之间并且具有比第一喷出口部的直径大的直径。这使得能够减小喷出口部中的流路宽度的变化，从而能够减小从起泡室经由喷出口部喷出墨时的墨的流阻。从而，能够在维持打印图像的高品质的情况下提高墨滴喷出后的墨的再填充速度。结果，能够减少再填充所需的时间。

然而，即使直径比第一喷出口部的直径大的第二喷出口部形成在第一喷出口部和起泡室之间以使再填充速度增加，从打印头喷出墨的稳定性也可能不适当。这里所使用的喷出稳定性指的是，即使当以高速进行高品质的打印时，也就是说，即使当连续喷墨时，喷出的墨滴的质量或速度、或者对打印介质的冲击精度是否能够保持不变。喷出的不稳定性存在多种可能的原因。主要的原因是弯月面振动。

在由用于打印的打印头喷出墨滴之后，与喷出相对应的量的墨被再填充到起泡室中。此时，墨以一定的速度流到起泡室和喷出口部中。图21A示出了该情形下的喷嘴的俯视图。图21B是喷嘴的剖视图。在墨的再填充过程中，墨被填充到打印头中，使得墨的流速在喷出口部的大致中央部最大，如图21B所示。

然而，在到达喷出口部时，墨受到沿与流动方向相反的方向作用的大气压力和表面张力。对于喷出口部的内部的墨，沿墨流动方向作用惯性力，而沿与墨流动方向相反的方向作用大气压力和表面张力。从而，在墨填充过程中，在喷出口表面的周围产生振动(在下文中被称为弯月面振动)。如果在喷墨过程中墨的表面振动，则该表面的位置不稳定，并且打印头不稳定地喷出墨。这使喷出的墨滴的尺寸不稳定并且降低了冲击精度。

当在由于弯月面振动而使墨表面的形状不稳定的状态下、即在墨的表面相对于喷出口表面***或凹下的状态下喷墨时，喷出的墨滴的量可能变化。这进而可能改变作为成像的要素的墨滴的点直径。结果，图像品质可能劣化。

此外，如果墨快速流动到喷出口部且墨的惯性力比大气压力或墨本身的表面张力高，则弯月面振动的振幅可能增大，从而使墨溢出喷出口。于是，墨可能附着到喷出口的表面，从而降低冲击精度。在该现象中，喷出的较小墨滴更容易受附着的墨影响。导致的降低的冲击精度可能使打印图像的品质劣化。

因此，为了允许墨滴连续并稳定地喷出，期望以一定的时间间隔喷出墨，使得弯月面振动充分衰减，以使墨表面稳定。然而，如果直到弯月面振动被衰减而使墨表面稳定才开始新的喷墨，则打印需要长时间，从而降低了通过打印形成图像的效率。

发明内容

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种提高墨的再填充速度以减小从墨滴喷出结束到下一次墨滴喷出开始的时间的液体喷出头，该液体喷出头维持通过打印获得的图像的高品质。

根据本发明的一个方面，提供一种液体喷出头，其包括：能量作用室，在该能量作用室中配置加热元件，该加热元件产生用于通过喷出口喷出液体的热能；和喷出口部，该喷出口部与能量作用室连通并且包括喷出口，其中，喷出口部具有第一喷出口部和第二喷出口部，该第一喷出口部包括喷出口，该第二喷出口部的沿与喷出液体的喷出方向正交的正交方向延伸的截面的面积比第一喷出口部的沿正交方向延伸的截面的面积大，第二喷出口部形成在能量作用室和第一喷出口部之间，喷出口部第一轴线被定位成与喷出口部第二轴线分开，该喷出口部第一轴线经过第一喷出口部的沿正交方向延伸的截面的重心且沿喷出方向延伸，该喷出口部第二轴线经过第二喷出口部的沿喷出方向最靠近第一喷出口部并且沿正交方向延伸的截面的重心且沿喷出方向延伸。

根据本发明，在为了打印喷出液滴然后再填充新的液体后，抑制了可能的弯月面振动。因此，本发明可以提供一种能够稳定地喷出液滴的液体喷出头。

通过下面(参照附图)对典型实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1A是根据本发明的一个实施方式的打印头的立体图，图1B是移除了流路形成基板的打印头的俯视图；

图2A是图1中的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图2B是沿图2A中的线IIB-IIB截取的剖视图；

图3A和图3B是示出在由图2A和图2B中的打印头喷出墨滴后进行的墨的再填充的图；

图4A是根据本发明的第二实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图4B是沿图4A中的线IVB-IVB截取的剖视图；

图5A是根据本发明的第三实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图5B是沿图5A中的线VB-VB截取的剖视图；

图6A是根据本发明的第四实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图6B是沿图6A中的线VIB-VIB截取的剖视图；

图7A是根据本发明的第五实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图7B是沿图7A中的线VIIB-VIIB截取的剖视图；

图8A是根据本发明的第六实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图8B是沿图8A中的线VIIIB-VIIIB截取的剖视图；

图9A是根据本发明的第七实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图9B是沿图9A中的线IXB-IXB截取的剖视图；

图10A是根据本发明的第八实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图10B是沿图10A中的线XB-XB截取的剖视图；

图11A是根据本发明的第九实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图11B是沿图11A中的线XIB-XIB截取的剖视图；

图12A是根据本发明的第十实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图12B是沿图12A中的线XIIB-XIIB截取的剖视图；

图13A是根据本发明的第十一实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图13B是沿图13A中的线XIIIB-XIIIB截取的剖视图；

图14A是根据本发明的第十二实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图14B是沿图14A中的线XIVB-XIVB截取的剖视图；

图15A是根据本发明的第十三实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图15B是沿图15A中的线XVB-XVB截取的剖视图；

图16A是根据本发明的第十四实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图16B是沿图16A中的线XVIB-XVIB截取的剖视图；

图17A是根据本发明的第十五实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图17B是沿图17A中的线XVIIB-XVIIB截取的剖视图；

图18A是根据本发明的第十六实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图18B是沿图18A中的线XVIIIB-XVIIIB截取的剖视图；

图19A是根据本发明的第十七实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图19B是沿图19A中的线XIXB-XIXB截取的剖视图；

图20A是根据本发明的第十八实施方式的打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图20B是沿图20A中的线XXB-XXB截取的剖视图；以及

图21A是传统打印头的喷嘴部分的放大俯视图，图21B是沿图21A中的线XXIB-XXIB截取的剖视图并且示出了墨的流动。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

第一实施方式

首先，将对根据本发明的第一实施方式的作为液体喷出头的喷墨打印头100的构造进行说明。图1A是根据本发明的第一实施方式的喷墨打印头100被部分切除的立体图。图1B是示出移除了流路形成基板3的喷墨打印头100的俯视图。

喷墨打印头100包括流路形成基板(孔基板)3以及设置有电热转换元件1的元件基板2，该流路形成基板3被堆叠并接合到元件基板2的主表面，以形成多个墨流路。

元件基板2由例如玻璃、陶瓷、树脂、金属等形成；元件基板2一般由Si形成。在元件基板2的主表面上为每个墨流路设置电热转换元件1、电极(图中未示出)和布线(图中未示出)；电热转换元件1用作加热元件，电极对电热转换元件1施加电压，布线被连接到电极并且以预定的布线图案布置。此外，在元件基板2的主表面上设置提高积聚热的散热性且覆盖电热转换元件1的绝缘层(图中未示出)。在接收到施加的电信号后，电热转换元件1产生用于喷墨的热能。另外，在元件基板2的主表面上设置覆盖绝缘层的保护膜(图中未示出)；保护膜保护元件基板2免受气泡消失时产生的气穴现象(cavitation)的影响。

流路形成基板3具有多个喷嘴4，墨通过该喷嘴4流动。每个喷嘴4均具有用于供墨的供给室7和供给路径8、用作能量作用室的起泡室9以及喷出口部10，在该起泡室9中使墨沸腾，以产生气泡，该喷出口部10包括作为喷嘴4的前端开口的喷出口30，通过该喷出口30喷出墨滴。喷出口部10形成在元件基板2上方且与对应的电热转换元件1相对，以与起泡室9连通。

流路形成基板3包括：第一喷嘴列5，其具有多个电热转换元件1和成一条直线配置的多个喷嘴4；和第二喷嘴列6，其被定位在隔着供给室7与第一喷嘴列5相对的位置并且具有多个电热转换元件1和多个喷嘴4，该喷嘴4的长度方向被配置成相互平行。第一喷嘴列5和第二喷嘴列6形成为使得相邻的喷嘴之间的距离对应于600至1200dpi的间距。第二喷嘴列6中的喷嘴4与第一喷嘴列5中的喷嘴4交错配置，使得第二喷嘴列6中的相邻的喷嘴4之间的间距与第一喷嘴列5中的相邻的喷嘴4之间的间距错开半个间距。

作为液体的墨被从供墨室7供给并且经由供墨路径8被填充到起泡室9和喷出口部10中。在供墨室7和供墨路径8之间形成作为液体供给口的供墨口13。为了进行打印，将电能施加到电热转换元件1，使得电热转换元件1的周围的墨瞬间沸腾。这改变了墨的气-液相，从而迅速地增大起泡压力。结果，通过喷出口10迅速地喷出墨滴。

本实施方式使用在液滴喷出之后和气泡消失之前气泡与外界空气连通的打印头。因此，由在气泡消失而造成气穴现象之前气泡已经与外界空气连通的打印头喷出液滴以用于打印。这降低了由于气泡消失导致出现气穴现象的频率。结果，提高了电热转换元件1的耐久性。此外，安装有这种打印头的喷墨打印设备能够用来增加单次喷墨操作中喷出口部和起泡室中的墨的喷出量。这减少了留在起泡室中的墨的量，使得能够减小由起泡室中的墨的温度升高导致的喷墨量的变化。因此，获得了更高清晰度的图像。

下面将参照附图对作为本发明的主要部件的喷墨打印头的喷嘴结构进行详细说明。

图2A是根据第一实施方式的喷墨打印头的喷嘴部分的放大俯视图。图2B是沿图2A中的线IIB-IIB截取的剖视图。

图2A和图2B所示的喷嘴的形状使得第一喷出口部16和第二喷出口部17均形成为圆柱形。在本实施方式中，喷出口部10形成为具有包括喷出口30的第一喷出口部16以及位于第一喷出口部16和起泡室9之间的第二喷出口部17。第二喷出口部17的沿与喷墨方向正交的方向延伸的截面的面积大于第一喷出口部16的沿与喷墨方向正交的方向延伸的截面的面积。与基板的主表面正交并且喷出作为液体的墨的方向在下文中被称为“喷出方向”。与喷出方向正交的方向在下文中被称为“正交方向”。形成为如上所述的形状的喷嘴减少了喷出口部10中的流路宽度的变化。这能够减小流阻。从而，无需改变喷出的墨滴的直径就能够提高再填充速度。结果，能够在维持高的打印品质的状态下高效地进行打印。这里，沿喷墨方向观察到的第一喷出口部16和第二喷出口部17的截面不限于圆形，而可以是如椭圆形或多边形等任何其它形状。

这里，沿喷出方向延伸经过第一喷出口部的沿正交方向延伸的截面的重心的轴线在下文中被称为喷出口部第一轴线12。沿喷出方向延伸经过第二喷出口部17的沿正交方向延伸的截面的重心的轴线在下文中被称为喷出口部第二轴线14；该截面位于第二喷出口部17的沿喷出方向最靠近第一喷出口部16的部分中。在本实施方式中，如图2A和图2B所示，喷出口部第一轴线12经过第一喷出口部上端面11的重心11A并且与元件基板2的主表面垂直相交。在本实施方式中，喷出口部第二轴线14经过第二喷出口部上端面的重心14A并且与元件基板2的主表面垂直相交。在打印头中，喷出口部第一轴线12和喷出口部第二轴线14被配置成彼此分开。在本实施方式中，喷出口部第二轴线14被定位成朝向与供墨到起泡室9的供墨口13的位置相反的一侧偏离喷出口部第一轴线12。

经过电热转换元件1的沿与喷出方向正交的方向延伸的截面的重心的作为加热器元件轴线的轴线在下文中被称为加热器轴线15。在本实施方式中，喷出口部第一轴线12与加热器轴线15重合，该加热器轴线15经过电热转换元件1的面对起泡室9的截面的重心并且与元件基板的主表面垂直相交。

在本实施方式中，喷出口部第一轴线12与加热器轴线15重合。从而，第一喷出口部16形成在与电热转换元件1对应的位置。从而，当对电热转换元件1施加电信号并且在电热转换元件1周围的墨中产生膜沸腾时，在对应于第一喷出口部16的位置产生气泡，但是气泡不远离第一喷出口部16。结果，在起泡室9内产生的起泡压力均匀地作用在第一喷出口部16上。于是，喷出的墨滴相对于喷出口部第一轴线12均匀地(轴对称地)流动。从而，防止了喷出的墨滴及其卫星墨滴(satellite droplet)出现偏斜，从而维持了高的冲击精度。

此外，在本实施方式中，喷出口部第一轴线12和喷出口部第二轴线14被定位成彼此分开。从而，在墨滴喷出之后的再填充期间供给的墨以不与喷出口部第一轴线12对应的方式流动。将参照图3A和3B对这种情况下的墨流进行说明。

图3A和图3B是示出在墨滴喷出之后的再填充期间喷嘴内部的墨流的剖视图。当通过喷出口部10喷出墨滴后，如图3A所示，新的墨被再填充到起泡室9中。其后，如图3B所示，新的墨还被再填充到喷出口部10中。最后，整个喷嘴被再填充墨。图3A和图3B中的供墨路径8和起泡室9的内部所示的箭头示出了墨流的表现出最大流速的部分。在本实施方式中，在再填充期间，墨以不与喷出口部第一轴线12对应的方式流动。从而，每个墨流的最大流速部分均偏离第一喷出口部16的中心地移动。如果墨流的最大流速部分撞击未形成第一喷出口部16的区域而不撞击第一喷出口部的内部，则墨流撞击起泡室的壁面或第二喷出口部。从而，在第一喷出口部16的内部不产生大的墨流。此外，由于第二喷出口部17的内部具有较大的流路宽度，因此，在第二喷出口部17的内部吸收墨流的动量，从而降低墨流的流速。这允许减小完成再填充后的弯月面振动。

另外，即使喷出口部第二轴线14与喷出口部第一轴线12相距较小的距离并且墨流的最大流速部分流过第一喷出口部16，该最大流速部分也比较靠近第一喷出口部16的壁面流动，而不是流过第一喷出口部16的中心。结果，墨流的流速由于墨流与壁面的摩擦而降低。结果，降低了再填充期间的墨流速。这使得完成再填充后的弯月面振动减小。

此外，如图2A和图2B所示，喷出口部第二轴线14被定位成朝向供墨到起泡室9的供墨口13的相反侧偏离喷出口部第一轴线。从而，当喷出口部第二轴线14被定位成朝向供墨口13的相反侧偏离喷出口部第一轴线时，墨流动到第一喷出口部16中的位置更容易从第一喷出口部16的中心移位。从而，在第二喷出口部17中更容易吸收流动到喷出口部10中的墨的流速。这使得再填充到喷出口部10中的墨的表面中的弯月面振动减小；该振动可能尤其出现在喷出口的表面处。

从而，根据本实施方式的打印头能够减小喷出墨滴后的再填充期间的墨流的流速。这进而能够减小再填充完成时的弯月面振动。结果，当喷出墨滴后进行再填充时，墨表面中的弯月面振动减小，从而允许在墨表面保持稳定的情况下喷出墨滴。因此，在打印过程中，防止了墨滴的尺寸和冲击位置受到弯月面振动的影响。这使得维持通过打印获得的图像的高品质。此外，如果一直等到墨表面中的弯月面振动减小，则直到弯月面振动充分衰减而使墨表面稳定所经过的时间减小。这减小了打印所需的时间，使得在短时间内高效地进行打印。

第二实施方式

现在，将对实施本发明的第二实施方式进行说明。将不再对第二实施方式的与上述第一实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一实施方式的不同之处进行说明。

图4A是根据第二实施方式的喷嘴的俯视图。图4B是沿图4A中的线IVB-IVB截取的喷嘴的剖视图。根据图4A和图4B所示的第二实施方式的喷嘴形状与根据第一实施方式的喷嘴形状的不同之处在于：第一喷出口部216的形状形成为圆柱状，第二喷出口部217的形状形成为截头圆锥状。与第一实施方式中的第二喷出口部相比，形状形成为截头圆锥状的第二喷出口部217进一步减小了墨流路的宽度变化。这能够进一步减小喷墨时对墨流的流阻。此外，第二喷出口部217的锥形侧面减小了墨滞流的区域。

留在滞流区域中的墨继续吸收由电热转换元件1产生的热的一部分，从而可能变得比其它区域中的墨热。这改变了墨的粘性，从而改变了喷出过程中的粘性阻力。从而，喷出的液滴的特性可能变得不稳定而影响打印图像。

在本实施方式中，喷嘴形成为减小如存在于根据第一实施方式的打印头中并且彼此垂直相交的壁面等墨滞流区域。这防止了墨变热，从而稳定了喷出量和喷出速度，并且维持了通过打印获得的图像的高品质。

此外，在根据图4A和图4B所示的第二实施方式的打印头中，经过第二喷出口上端面的重心的喷出口部第二轴线214被定位成朝向供墨口13的相反侧偏离喷出口部第一轴线212。另一方面，第二喷出口部217的下端朝向供墨口13变宽。在本实施方式中，第二喷出口部217的下端朝向供墨口13变宽，从而减小了墨从供墨室7流到喷出口部的距离。这增大了再填充速度，从而提高了再填充频率。

第三实施方式

现在将对实施本发明的第三实施方式进行说明。将不再对第三实施方式的与上述第一实施方式和第二实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一实施方式和第二实施方式的不同之处进行说明。

图5A是根据第三实施方式的喷嘴的俯视图。图5B是沿图5A中的线VB-VB截取的喷嘴的剖视图。在图5A和图5B所示的第三实施方式中，经过第二喷出口部317的上端面的沿正交方向延伸的截面的重心的喷出口部第二轴线(图中未示出)被定位成与经过第一喷出口部316的沿正交方向延伸的截面的重心的喷出口部第一轴线312分开。另外，在本实施方式中，喷出口部第一轴线312被定位成与经过第二喷出口部317的除了最靠近第一喷出口部的区域外的区域的沿正交方向延伸的截面的重心的喷出口部第三轴线314分开。经过第二喷出口部317的除了最靠近第一喷出口部的区域外的区域的沿正交方向延伸的截面的重心的轴线在下文中被称为喷出口部第三轴线。在本实施方式中，特别地，喷出口部第一轴线312被定位成与经过第二喷出口部317的沿喷出方向最靠近起泡室309的部分的沿正交方向延伸的截面的重心的喷出口部第三轴线314分开。

如上所述，喷嘴形成为使得喷出口部第三轴线314经过第二喷出口部317的更靠近其下端的截面的重心，并且使得在第二喷出口部的更靠近其下端的部分中，喷出口部第三轴线314被定位成离喷出口部第一轴线312较远。这里，更靠近下端的部分指的是靠近起泡室309的部分。对于墨流，在第二喷出口部317的更靠近起泡室309的部分中，墨流的中心位置优选与第一喷出口部316的重心分开。这是因为，在这种情况下，当墨从第二喷出口部317流到第一喷出口部316中时，墨流的最大流速部分流过远离第一喷出口部316的中心的位置。从而，在第一喷出口部316的内部，墨流的最大流速部分流过远离第一喷出口部316的中心的位置。这使得更有效地减少完成再填充后的弯月面振动。

第四实施方式

现在将对实施本发明的第四实施方式进行说明。将不再对第四实施方式的与上述第一至第三实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第三实施方式的不同之处进行说明。

图6A是根据第四实施方式的喷嘴的俯视图。图6B是沿图6A中的线VIB-VIB截取的喷嘴的剖视图。根据图6A和图6B所示的第四实施方式的喷嘴的形状形成为使得第一喷出口部416和第二喷出口部417均形成圆柱状。喷嘴还形成为使得第一喷出口部416中的壁面和第二喷出口部417中的壁面的垂直相交的部分在供墨口13侧较小。从而，与根据第一实施方式的打印头相比，根据第四实施方式的打印头使第二喷出口部中的墨滞流区域减小。这减小了墨的温度升高的不利影响。

第五实施方式

现在将对实施本发明的第五实施方式进行说明。将不再对第五实施方式的与上述第一至第四实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第四实施方式的不同之处进行说明。

图7A是根据第五实施方式的喷嘴的俯视图。图7B是沿图7A中的线VIIB-VIIB截取的喷嘴的剖视图。根据图7A和图7B所示的第五实施方式的喷嘴的形状被形成为使得第一喷出口部516的形状形成为圆柱状，第二喷出口部517的形状形成为截头圆锥状。喷嘴形成为使得第一喷出口部516中的壁面和第二喷出口部517中的壁面在供墨口13侧没有彼此垂直相交的部分。如在第二实施方式中说明的那样，与形成为圆柱状的第二喷出口部517相比，形成为截头圆锥状的第二喷出口部517减小了墨滞流区域。这能够增加抑制滞流区域中的墨的温度升高的可能性，从而使得防止了由可能的温度升高引起的喷出量的变化。从而，能够防止打印图像品质的可能劣化。此外，第二喷出口部517的下端朝向供墨口13变宽。这减少了对墨的阻力，从而提高了再填充频率。

第六实施方式

现在将对实施本发明的第六实施方式进行说明。将不再对第六实施方式的与上述第一至第五实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第五实施方式的不同之处进行说明。

图8A是根据第六实施方式的喷嘴的俯视图。图8B是沿图8A中的线VIIIB-VIIIB截取的喷嘴的剖视图。根据图8A和图8B所示的第六实施方式的喷嘴的形状形成为使得第一喷出口部616的形状形成为圆柱状，第二喷出口部617的形状形成为球体的一部分。从而，第二喷出口部617的形状可形成为部分切除的球体或椭圆球体。喷嘴形成为类似这种形状，减小了第二喷出口部617中的滞流区域。从而，能够抑制滞流区域中可能出现的墨的温度升高。这使得抑制了由可能的温度升高引起的喷出量的变化。结果，能够防止打印图像的品质的可能劣化。

此外，在本实施方式中，穿过第二喷出口部617的上端面的沿正交方向延伸的截面的喷出口部第二轴线(图中未示出)被定位成与经过第一喷出口部616的沿正交方向延伸的截面的重心的喷出口部第一轴线612分开。另外，在本实施方式中，喷出口部第三轴线614经过第二喷出口部617的非上端面或下端面的一部分的沿正交方向延伸的截面的重心。喷嘴还形成为使得喷出口部第三轴线614被定位成与喷出口部第一轴线612分开。喷出口部第三轴线614经过第二喷出口部617的更靠近其下端的截面的重心。由于喷出口部第三轴线614被定位成离喷出口部第一轴线612较远，因此，墨流的最大流速部分流过离第一喷出口部616的中心较远的位置。这使得相应有效地减小完成再填充后的弯月面振动。从而，喷嘴优选形成为使得第二喷出口部617的下端面的截面的重心被定位成远离喷出口部第一轴线612。然而，在本实施方式的情况下，重心可被设定在第二喷出口部617的沿与喷墨方向正交的方向延伸并且不是第二喷出口部617的下端面的截面上，使得经过该重心的喷出口部第三轴线614被定位成与喷出口部第一轴线612分开。

第七实施方式

现在将对实施本发明的第七实施方式进行说明。将不再对第七实施方式的与上述第一至第六实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第六实施方式的不同之处进行说明。

图9A是根据第七实施方式的喷嘴的俯视图。图9B是沿图9A中的线IXB-IXB截取的喷嘴的剖视图。根据本实施方式的打印头与第一至第六实施方式的打印头的不同之处在于：喷出口部第二轴线714与加热器轴线715重合。

在本实施方式中，喷嘴的形状形成为使得喷出口部第二轴线714被定位成朝向供墨口13的相反侧偏离喷出口部第一轴线712，并且使得加热器轴线715与喷出口部第二轴线714重合。从而，有利的是，由电热转换元件1产生的起泡压力被均匀地传递到第二喷出口部717。结果，在喷出过程中，墨滴能够充分地接收起泡能量。因此，根据本实施方式的打印头允许在电力大小减小的情况下高效地喷出墨滴。

如图9A和图9B所示，在本实施方式中，第一喷出口部716和第二喷出口部717的形状均形成为圆柱状。

第八实施方式

现在将对实施本发明的第八实施方式进行说明。将不再对第八实施方式的与上述第一至第七实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第七实施方式的不同之处进行说明。

图10A是根据第八实施方式的喷嘴的俯视图。图10B是沿图10A中的线XB-XB截取的喷嘴的剖视图。根据图10A和图10B所示的第八实施方式的喷嘴的形状形成为使得第一喷出口部816的形状形成为圆柱状，第二喷出口部817的形状形成为截头圆锥状。与根据第七实施方式的喷嘴相比，根据第八实施方式的形成为使得第二喷出口部817的形状形成为截头圆锥状的喷嘴能够进一步减小流阻。此外，第二喷出口部817的锥形侧面减小了对墨流的阻力和墨滞流区域。这使喷出量和喷出速度稳定，从而提高了打印图像的品质。这是因为，滞留在滞流区域中的墨被电热转换元件1加热，并且变得比周围的墨热，从而改变了对要喷出的墨的粘性阻力，从而影响喷出特性。

在图10A和图10B所示的第八实施方式中，经过第二喷出口部817的上端面的重心的喷出口部第二轴线814被定位成朝向供墨口13的相反侧偏离喷出口部第一轴线812。另一方面，第二喷出口部817的下端朝向供墨口13变宽。由于第二喷出口部817的下端朝向供墨口13变宽，因此，减小了墨从供墨口13流到喷出口部的距离。从而抑制了可能的弯月面振动。该结构还提高了在打印头的喷嘴中再填充期间的再填充频率。

第九实施方式

现在将对实施本发明的第九实施方式进行说明。将不再对第九实施方式的与上述第一至第八实施方式的相应部件相似的部件进行说明。将仅对与第一至第八实施方式的不同之处进行说明。

图11A是根据第九实施方式的喷嘴的俯视图。图11B是沿图11A中的线XIB-XIB截取的喷嘴的剖视图。在本实施方式中，穿过第二喷出口部的上端面的沿正交方向延伸的截面的喷出口部第二轴线(图中未示出)被定位成与经过第一喷出口部916的沿正交方向延伸的截面的重心的喷出口部第一轴线912分开。另外，在本实施方式中，经过第二喷出口部917的下端面的重心的喷出口部第三轴线914被定位成朝向供墨口13的相反侧偏离喷出口部第一轴线912。此外，在本实施方式中，喷嘴形成为使得喷出口部第三轴线914与加热器轴线915重合。喷出口部第三轴线914经过第二喷出口部917的更靠近其下端的截面的重心。由于喷出口部第三轴线914被定位成离喷出口部第一轴线912较远，因此，墨流的最大流速部分流过离第一喷出口部916的中心较远的位置。从而，能够降低墨流到第一喷出口部916中的速度。这允许相应有效地减小完成再填充时的弯月面振动。

第十实施方式

现在将对实施本发明的第十实施方式进行说明。将不再对第十实施方式的与上述第一至第九实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第九实施方式的不同之处进行说明。

图12A是根据第十实施方式的喷嘴的俯视图。图12B是沿图12A中的线XIIB-XIIB截取的喷嘴的剖视图。根据图12A和图12B所示的第十实施方式的喷嘴的形状形成为使得第一喷出口部1016和第二喷出口部1017均形成为圆柱状。喷嘴形成为使得第一喷出口部1016中的壁面和第二喷出口部1017中的壁面的彼此垂直相交的部分1018在供墨口13侧较小。这使得第二喷出口部1017中的墨滞流区域较小，从而减小了墨的温度升高的影响。

第十一实施方式

现在将对实施本发明的第十一实施方式进行说明。将不再对第十一实施方式的与上述第一至第十实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第十实施方式的不同之处进行说明。

图13A是根据第十实施方式的喷嘴的俯视图。图13B是沿图13A中的线XIIIB-XIIIB截取的喷嘴的剖视图。图13A和图13B所示的喷嘴的形状形成为使得第一喷出口部1116的形状形成为圆柱状，第二喷出口部1117的形状形成为截头圆锥状。喷嘴形成为使得第一喷出口部1116中的壁面和第二喷出口部1117中的壁面的彼此垂直相交的部分1118在供墨口13侧较小。与形状形成为圆柱状的第二喷出口部1117相比，形状形成为截头圆锥状的第二喷出口部1117减小了墨滞流区域。从而，本实施方式能够抑制由滞流区域中的墨的温度升高引起的如喷出量的变化等可能不正确的打印。此外，第二喷出口部1117的下端朝向供墨口13变宽。这提高了再填充频率。

第十二实施方式

现在将对实施本发明的第十二实施方式进行说明。将不再对第十二实施方式的与上述第一至第十一实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第十一实施方式的不同之处进行说明。

图14A是根据第十二实施方式的喷嘴的俯视图。图14B是沿图14A中的线XIVB-XIVB截取的喷嘴的剖视图。图14A和图14B所示的喷嘴的形状形成为使得第一喷出口部1216的形状设定为圆柱状，第二喷出口部1217的形状形成为球体的一部分。从而，第二喷出口部1217的形状可形成为球体或部分切除的椭圆球体。形成为类似这种形状的喷嘴减小了第二喷出口部1217中的滞流区域。从而，能够抑制滞流区域中可能出现的墨的温度升高。这使得抑制由可能的温度升高引起的喷出量的变化。结果，能够防止打印图像的品质的可能劣化。此外，经过第二喷出口部1217的上端面的沿正交方向延伸的截面的重心的喷出口部第二轴线(图中未示出)被定位成与经过第一喷出口部1216的沿正交方向延伸的截面的重心的喷出口部第一轴线1212分开。在本实施方式中，喷嘴还形成为使得喷出口部第三轴线1214经过第二喷出口部1217的更靠近其下端的截面的重心，从而被定位成与喷出口部第一轴线1212分开。从而，在第一喷出口部1216的内部，墨流的最大流速部分流过离第一喷出口部1216的中心较远的位置。从而，能够减小墨流到第一喷出口部1216中的速度。这允许相应有效地减小完成再填充时的弯月面振动。第二喷出口部1217的沿与墨滴喷出方向正交的方向延伸并且设定有重心的截面不必是下端面。在本实施方式的情况下，该截面可对应于第二喷出口部1217的比较靠近其下端的部分。

第十三实施方式

现在将对实施本发明的第十三实施方式进行说明。将不再对第十三实施方式的与上述第一至第十二实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第十二实施方式的不同之处进行说明。

图15A是根据第十三实施方式的喷嘴的俯视图。图15B是沿图15A中的线XVB-XVB截取的喷嘴的剖视图。根据本实施方式的打印头与根据上述实施方式的打印头的不同之处在于：喷出口部第一轴线1312被定位成朝向供墨口13偏离加热器轴线1315，而喷出口部第二轴线1314被定位成朝向供墨口13的相反侧偏离加热器轴线1315。也就是说，加热器轴线1315在从供墨到起泡室1309的喷墨口13朝向电热转换元件1的方向上被定位在喷出口部第一轴线1312和喷出口部第二轴线1314之间。从而，在本实施方式中，打印头形成为使得喷出口部第一轴线1312和喷出口部第二轴线1314在不离加热器轴线1315较远的情况下彼此相距较远。

这三个轴线之间的关系表明本实施方式被定位在第一至第六实施方式与第七至第十二实施方式之间。在第一至第六实施方式中，喷出口部第一轴线被定位成靠近加热器轴线，从而使作用在第一喷出口部上的起泡压力均匀。从而，喷出变得较稳定。另一方面，在第七至第十二实施方式中，喷出口部第二轴线或喷出口部第三轴线被定位成靠近加热器轴线。从而，由电热转换元件1产生的起泡压力被均匀地传递到第二喷出口部。结果，这些实施方式的有利之处在于：第二喷出口部能够接收由加热器产生的较高的起泡动力。本实施方式具有上述两组实施方式的优点。在本实施方式中，第一喷出口部1316和第二喷出口部1317中每一个均形成为圆柱状。

第十四实施方式

现在将对实施本发明的第十四实施方式进行说明。将不再对第十四实施方式的与上述第一至第十三实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第十三实施方式的不同之处进行说明。

图16A是根据第十四实施方式的喷嘴的俯视图。图16B是沿图16A中的线XVIB-XVIB截取的喷嘴的剖视图。图16A和图16B所示的喷嘴的形状形成为使得第一喷出口部1416的形状形成为圆柱状，第二喷出口部1417的形状形成为截头圆锥状。形成为截头圆锥状的第二喷出口部1417能够减小对墨流的流阻。此外，第二喷出口部1417的锥形侧面允许墨平滑地流动，从而减小墨滞流区域。这使得喷出量和喷出速度稳定。结果，维持了打印图像的高品质。滞留在第二喷出口部的壁面彼此相交的部分1418中的墨被电热转换元件加热，从而可能变得比周围的墨热。从而，该区域优选是锥形的。这是因为，滞留在滞流区域中的墨变热，从而可能改变对要喷出的墨的粘性阻力而影响喷出特性。

在图16A和图16B所示的打印头中，经过第二喷出口部1417的上端面的重心的喷出口部第二轴线1414被定位成朝向供墨口13的相反侧偏离喷出口部第一轴线1412。另一方面，第二喷出口部1417的下端朝向供墨口13变宽。由于第二喷出口部1417的下端朝向供墨口13变宽，因此，减小了墨从供墨口13流到喷出口部的距离。此外，提高了再填充频率。

第十五实施方式

现在将对实施本发明的第十五实施方式进行说明。将不再对第十五实施方式的与上述第一至第十四实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第十四实施方式的不同之处进行说明。

图17A是根据第十五实施方式的喷嘴的俯视图。图17B是沿图17A中的线XVIIB-XVIIB截取的喷嘴的剖视图。在图17A和图17B所示的打印头中，经过第二喷出口部1517的上端面的沿正交方向延伸的截面的重心的喷出口部第二轴线(图中未示出)被定位成与经过第一喷出口部1516的沿正交方向延伸的截面的重心的喷出口部第一轴线1512分开。另外，在本实施方式中，经过第二喷出口部1517的下端面的重心的喷出口部第三轴线1514被定位成朝向供墨口13的相反侧偏离喷出口部第一轴线1512。在本实施方式中，喷嘴形成为使得喷出口部第三轴线1514经过第二喷出口部1517的更靠近其下端(更靠近起泡室)的截面的重心，并且使得在上述截面的位置，喷出口部第三轴线1514被定位成离喷出口部第一轴线1512较远。从而，在第二喷出口部1517的下端，墨流的最大流速部分流过离第一喷出口部1516的中心较远的位置。这允许进一步减小完成再填充时的弯月面振动。

第十六实施方式

现在将对实施本发明的第十六实施方式进行说明。将不再对第十六实施方式的与上述第一至第十五实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第十五实施方式的不同之处进行说明。

图18A是根据第十六实施方式的喷嘴的俯视图。图18B是沿图18A中的线XVIIIB-XVIIIB截取的喷嘴的剖视图。图18A和图18B所示的打印头的喷嘴的形状形成为使得第一喷出口部1616和第二喷出口部1617均形成为圆柱状。喷嘴形成为使得第一喷出口部1616中的壁面和第二喷出口部1617中的壁面的彼此垂直相交的部分1618在供墨口13侧较小。这使得第二喷出口部1617中的墨滞流区域较小，从而减小了墨的温度升高的影响。

第十七实施方式

现在将对实施本发明的第十七实施方式进行说明。将不再对第十七实施方式的与上述第一至第十六实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第十六实施方式的不同之处进行说明。

图19A是根据第十七实施方式的喷嘴的俯视图。图19B是沿图19A中的线XIXB-XIXB截取的喷嘴的剖视图。图19A和图19B所示的喷嘴的形状设定为使得第一喷出口部1716的形状形成为圆柱状，第二喷出口部1717的形状形成为截头圆锥状。第一喷出口部1716中的壁面和第二喷出口部1717中的壁面的彼此垂直相交的部分1718不存在于供墨口13侧。与形状形成为圆柱状的第二喷出口部1717相比，形状形成为截头圆锥状的第二喷出口部1717减小了滞流区域。这能够抑制滞流区域中可能出现的墨的温度升高。此外，能够抑制可能的温度升高引起的喷出量的变化，从而防止了打印图像的品质的可能劣化。此外，第二喷出口部1717的下端朝向供墨口13变宽。这提高了再填充频率。

第十八实施方式

现在将对实施本发明的第十八实施方式进行说明。将不再对第十八实施方式的与上述第一至第十七实施方式的相应部件类似的部件进行说明。将仅对与第一至第十七实施方式的不同之处进行说明。

图20A是根据第十八实施方式的喷嘴的俯视图。图20B是沿图20A中的线XXB-XXB截取的喷嘴的剖视图。图20A和图20B所示的喷嘴的形状形成为使得第一喷出口部1816的形状形成为圆柱状，第二喷出口部1817的形状形成为球体的一部分。从而，第二喷出口部1817的形状可形成为球体或部分切除的椭圆球体。形成为类似这种形状的喷嘴减小了第二喷出口部1817中的滞流区域。从而，能够抑制滞流区域中可能出现的墨的温度升高。这还允许抑制由可能的温度升高引起的喷出量的变化。结果，能够防止打印图像的品质的可能劣化。此外，在本实施方式中，喷嘴形成为使得经过第二喷出口部1817的沿喷出方向最靠近第一喷出口部的截面的重心的喷出口部第二轴线(图中未示出)被定位成朝向供墨口13的相反侧偏离喷出口部第一轴线1812。喷嘴还形成为使得经过第二喷出口部1817的更靠近其下端的截面的重心的喷出口部第三轴线1814被定位成与喷出口部第一轴线1812分开。由于经过更靠近第二喷出口部1817的下端的截面的重心的喷出口部第三轴线1814被定位成离喷出口部第一轴线1812较远，因此，墨流的最大流速部分流过离第一喷出口部1816的中心较远的位置。从而，能够减小墨流动到第一喷出口部1816中的速度。这允许相应有效地减小完成再填充时的弯月面振动。第二喷出口部1817的沿与墨滴喷出方向正交的方向延伸并且设定有重心的截面不必是下端面。在本实施方式的情况下，该截面可对应于第二喷出口部1817的较靠近其下端的部分。

其它实施方式

第一喷出口部和第二喷出口部中的每一个的与墨滴喷出方向正交的截面不限于圆形，而可以是如椭圆形或多边形等由曲线围成且近似于圆形的任何其它形状。

此外，液体喷出头可被安装在如打印机、复印机、具有通信***的传真机和具有打印机部的文字处理器等设备以及组合有各种处理设备的工业打印设备中。液体喷出头能够用来打印如纸、丝、纤维、布、皮革、金属、塑料、玻璃、木材和陶瓷等各种打印介质。这里使用的“打印”不仅意味着将如字符或图形等有意义的图像涂布到打印介质，而且意味着将如图案等无意义的图像涂布到打印介质。

此外，“墨”或“液体”应当在广义上来解释。“墨”或“液体”指的是用来形成图像或图案或者用来处理打印介质或处理墨或打印介质的液体。这里，墨或打印介质的处理指的是例如基于凝固或不溶解性来提高涂布到打印介质的墨中的色材的定影性、或提高打印品质或着色能力、或提高图像的耐久性。

尽管已经参照典型实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的典型实施方式。所附权利要求书的范围将符合最宽的解释，以包含所有变型、等同结构和功能。

Claims (6)

1.一种液体喷出头，其包括：

能量作用室，在该能量作用室中配置加热元件，该加热元件用来产生用于通过喷出口喷出液体的热能；和

喷出口部，该喷出口部与所述能量作用室连通并且包括所述喷出口，

其中，所述喷出口部具有第一喷出口部和第二喷出口部，所述第一喷出口部包括所述喷出口，所述第二喷出口部的沿与喷出液体的喷出方向正交的正交方向延伸的截面比所述第一喷出口部的沿所述正交方向延伸的截面大，所述第二喷出口部形成在所述能量作用室和所述第一喷出口部之间，

喷出口部第一轴线被定位成与喷出口部第二轴线分开，所述喷出口部第一轴线沿所述喷出方向延伸且经过所述第一喷出口部的沿所述正交方向延伸的截面的重心，所述喷出口部第二轴线沿所述喷出方向延伸、经过所述第二喷出口部的沿所述喷出方向最靠近所述第一喷出口部且沿所述正交方向延伸的截面的重心。

2.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，所述喷出口部第二轴线被定位成朝向与液体供给口所在的一侧相反的一侧偏离所述喷出口部第一轴线，其中，通过所述液体供给口向所述能量作用室供给液体。

3.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，所述喷出口部第一轴线被定位成与喷出口部第三轴线分开，所述喷出口部第三轴线经过所述第二喷出口部的沿所述喷出方向最靠近所述能量作用室且沿所述正交方向延伸的截面的重心。

4.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，经过所述加热元件的沿所述正交方向延伸的截面的重心并且沿所述喷出方向延伸的加热元件轴线与所述喷出口部第一轴线重合。

5.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，经过所述加热元件的沿所述正交方向延伸的截面的重心并且沿所述喷出方向延伸的加热元件轴线与所述喷出口部第二轴线重合。

6.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，经过所述加热元件的沿所述正交方向延伸的截面的重心并且沿所述喷出方向延伸的加热元件轴线在从液体供给口朝向所述加热元件的方向上被定位在所述喷出口部第一轴线和所述喷出口部第二轴线之间，其中，通过所述液体供给口向所述能量作用室供给液体。

Images