CN101396683B - 液滴喷射头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以防止由于喷嘴数目增加引起的大型化的液滴喷射头。在液滴喷射头中，包括：喷嘴板(6)，所述喷嘴板具有排列成一列的多个喷嘴(6b)以及分别与多个喷嘴(6b)连通、沿着同一个方向延伸的多个流体流路(6a)；液室板，所述液室板具有在多个流路(6a)上分别与多个液体流路(6a)连通的多个液室(5a)；多个压电元件(3a)，所述压电元件以各自的一端对向的方式设置在多个液室(5a)上；规定的喷嘴(6b)和分别与邻接的另外的喷嘴(6b)连通的液室(5a)的喷嘴(6b)之间的距离，周期性的变化。

Description

液滴喷射头

技术领域

本发明涉及喷射液滴的液滴喷射头

背景技术

液滴喷射装置，除图像信息的打印之外，还在制造液晶显示装置、有机EL(电致发光)显示装置、电子发射显示装置、等离子体显示装置及电泳显示装置等各种平面型显示装置时，用于例如滤色片、黑底、导电膜等的形成工序中。液滴喷射装置配备有从多个喷嘴将墨水等液体作为液滴喷射的液滴喷射头(例如，喷墨头)，利用该液滴喷射头使液滴投射到涂布对象物上，依次形成规定图形的点列，制造各种涂布体。

液滴喷射头利用多个压电元件(例如，piezo元件)使容纳液体的多个液室各自的容积变化，将这些液室内的液体分别从各个喷嘴、即喷嘴口(孔)中喷射出来。液滴喷射头配备有：具有各个液室的液室板(中间板)、以及具有分别将这些液室和各个喷嘴口连通起来的多个液体流路的喷嘴板(例如，参照专利文献1)。另外，各压电元件配置在两列直线上，为了使邻接的各个压电元件相互不干扰，离开必要的最小距离配置。

【专利文献1】特开2005-270743号公报

发明内容

但是，如前面所述，在各个压电元件分别离开必要的最小距离配置在两列直线上的情况下，在增加喷嘴数时，不能在邻接的各个压电元件之间设置新的压电元件，不能缩小喷嘴口的间距。因此，在使喷嘴数增加的情况下，由于液滴喷射头会向喷嘴口排列的方向伸长，所以液滴喷射头会大型化。

本发明是鉴于上述情况完成的，其目的是提供一种可以防止由于喷嘴数增加引起的大型化的液滴喷射头。

根据本发明的实施形式的特征，在液滴喷射头中配备有：喷嘴板，所述喷嘴板具有排列成一列的多个喷嘴以及分别与多个喷嘴连通且在同一方向上延伸的多个液体流路；液室板，所述液室板在多个液体流路上具有分别与多个液体流路连通的多个液室；多个压电元件，所述多个压电元件分别以使各自的一端与多个液室相对的方式设置；规定的喷嘴和分别与邻接的其它喷嘴连通的液室的喷嘴之间的距离周期性的变化。

根据本发明，可以提供防止由于喷嘴数的增加导致大型化的液滴喷射头。

附图说明

图1是表示根据本发明的一种实施形式的液滴喷射头的概略结构的剖视图。

图2是图1所示的液滴喷射头所配备的各压电元件及保持构件的概略结构的透视图。

图3是表示图2所示的各压电元件及保持构件的概略结构的平面图。

图4是用于说明图1所示的液滴喷射头中的喷嘴口、液室及压电元件的位置关系的说明图。

【符号说明】

1...液滴喷射头，3a...压电元件，5...液室板，5a...液室，6...喷嘴板，6a...液体流路，6b...喷嘴，H1...第一弧状壁面，H2...第二弧状壁面，H3...壁面。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的一种实施形式。

如图1所示，根据本发明的实施形式的液滴喷射头1配备有：构成主体基座的基座构件2；设置在该基座构件2的内部、保持多个压电元件3a的保持构件3；利用各个压电元件3a振动的振动板(隔膜板)4；具有分别容纳墨水等液体并借助振动板4改变容积的多个液室5a的液室板5；具有分别与各个液室5a连通的多个液体流路6a及分别与这些液体流路6a连通的多个喷嘴6b的喷嘴板6；具有分别对应于各个液室5a的多个孔7a的孔板7；具有使所述孔板7露出的开口部8a、覆盖喷嘴板6的保持板8；设置在该保持板8与喷嘴板6之间的缓冲构件9；连接基座构件2、振动板4、液室板5及保持板8的多个螺钉10。

基座构件2例如由不锈钢等金属材料形成。在该基座构件2上，形成各个压电元件3a分别插入的两个插入口2a及各个螺钉10分别插入的多个螺纹孔N1。各个插入口2a例如分别形成长方形，并列地设置在基座构件2的表面的大致中央。另外，各个螺纹孔N1分别设置在基座构件2的周缘部。在这些螺纹孔N1的内部例如形成阴螺纹的螺纹槽。

保持构件3和基座构件2一样，例如，利用不锈钢等金属材料形成。如图2及图3所示，各个压电元件3a成四列并列地交错排列设置在该保持构件3上。如图1所示，将这些压电元件3a以各自的前端与振动板4接触的方式插入基座构件2的各个插入口2a，与保持构件3一起设置在基座构件2的内部。另外，各压电元件3a的前端部粘接固定在振动板4上。在这种压电元件3a上连接有施加电压用的配线，当向各个压电元件3a施加电压时，借助各个压电元件3a的伸缩，振动板4振动。

在振动板4上形成有各个螺钉10分别插入的多个螺纹孔N2。这些螺纹孔N2是分别贯通振动板14的贯通孔，设置在振动板4的周缘部。另外，螺纹孔N2与螺纹孔N1形成在同一直线上。振动板4借助各个压电元件3a的伸缩而变形，分别使液室板5的各个液室5a的容积增、减。藉此，各个液室5a内的液体经由液体流路6a从各个孔7a作为液滴喷射。

液室板5例如由金属或者陶瓷等材料形成。在该液室板5上，形成有分别容纳液体的各个液室5a、与这些液室5a连通的歧管等主流路5b及各个螺钉10分别插入的多个螺纹孔N3。主流路5b呈直线状设置在液室板5的大致中央。各个液室5a是容纳从主流路5b供应的液体的容纳部，以夹着主流路5b的方式分别排列成四列设置。这些液室5a的内壁的一部分由振动板4形成。从外部的液槽经由管等供应路径(图中未示出)将液体供应给主流路5b。各个螺纹孔N3是分别贯通液室板5的贯通孔，设置在液室板5的周缘部。另外，螺纹孔N3与螺纹孔N1形成在同一个直线上。

喷嘴板6例如由玻璃、陶瓷或者树脂等材料形成。该喷嘴板6以从保持板8的开口部8a突出的方式形成。即，在喷嘴板6上设置有插入保持板8的开口部8a中的凸出部6c。另外，在喷嘴板6上设置分别与各个液室5a连通的多个液体流路6a、分别与这些液体流路6a及各个孔7a连通的多个喷嘴6b。另外，孔7a起着喷嘴孔的作用。

孔板7例如由不锈钢或者Si等材料形成。各个孔7a沿着各个压电元件3a排列的方向例如成一列状地设置在各孔板7上。从孔7a喷射液滴。孔板7以和各个孔7a所对应的液体流路连通的方式设置在喷嘴板6的凸出部6c上。

这里，如图4所示，各个压电元件3a以间距(离开的距离)L1成四列配置成交错状(之字形)(也参照图3)。这里，间距L1是孔7a的间距，例如，为0.7mm左右。详细地说，各个压电元件3a以通过各个孔7a的直线为中心各配置成两列，共计四列。这时，排列成两列的各个压电元件3a以间距(离开的距离)L2呈三角波状地周期性配置，这些列离开间隔距离L3配置。另外，各个液室5a也对应于各个压电元件3a成四列配置成交错状(之字形)。详细地说，各个液室5a和各个压电元件3a一样，以通过各个孔7a的直线为中心，各配置两列，共计四列。这时，排列成两列的各个液室5a以间距L2呈三角波状地周期性设置，这些列离开间隔距离L3配置。另外，各个液体流路6a，如图4所示，分别由排列成一列的多个第一弧状壁面H1、成三角波状周期性配置的多个第二弧状壁面H2、由连接面分别连接各第一弧状壁面H1和各第二弧状壁面H2的多个壁面H3构成。此外，各个液体流路6a分别在喷嘴板6的平面内以向喷嘴口6c(喷嘴6b)逐渐变细的方式形成。即，各个液体流路6a以沿着液体流动的方向逐渐变细的方式形成。藉此，即使在制造喷嘴间距窄的液滴喷射头1的情况下，也可以防止各个液体流路6a发生干扰。

回到图1，保持板8利用比喷嘴板6压缩强度高的材料、例如金属等材料制成。在该保持板8上，形成以露出孔7的方式形成的开口部8a及各个螺钉10分别插入的多个螺纹孔N4。开口部8a设置在保持板8的大致中央，形成使孔7露出的形状，例如长方形。另外，各个螺纹孔N4是分别贯通保持板8的贯通孔，设置在保持板8的周缘部。这些螺纹孔N4例如通过锪孔加工形成。另外，螺纹孔N4和螺纹孔N1形成在同一直线上。

缓冲构件9例如形成环状，设置在喷嘴板6的凸出部6c的周围。该缓冲构件9防止喷嘴板6和保持板8接触。作为这种缓冲构件9例如采用弹簧构件等。作为弹簧构件的材料，例如利用PTFE(聚四氟乙烯：四氟化乙烯树脂)及硅酮，KALREZ(商品名，一种全氟弹性体)等。

各个螺钉10例如形成棒状，分别插入到各个螺纹孔N1、N2、N3、N4中。这些螺钉10将振动板4、液室板5及保持板8相对于基座构件2固定。这时，喷嘴板6也被液室板5及保持板8夹持固定。在各个螺钉10上，例如形成阳螺纹槽。借助各个螺钉10将基座构件2、振动板4、液室板5及保持板8连接起来。

在前述液滴喷射头1中，当分别向各个压电元件3a施加电压时(施加电压接通)，各个压电元件3a压缩，使振动板变形，使对应的液室5a的容积增大。这时，从墨水流路5b向容积增大的液室5a补充液体。之后，当不向各个压电元件3a施加电压时(施加电压断开)，振动板4恢复原来的形状，对应的液室5a的容积也复原。这时，液室5a内的液体被压迫，该液体经由液体流路6a从孔7a中作为液滴被喷射出来。

在这种液滴喷射头1中，各个压电元件3a及各个液室5a以三角波状周期性地设置，规定的喷嘴6b与分别和邻接的其它喷嘴6b连通的各个液室5a上的喷嘴6b之间的距离周期性地变化。藉此，即使在增加喷嘴数(孔7a的数目)的情况下，由于为了使邻接的各个压电元件3a不会相互干扰，一面保持必要的最小离开距离(L1×2)，一面可以缩小孔7a的间距，所以，可以防止液滴喷射头1在孔7a的排列方向(孔7a排列的方向)上的伸长。

如上所述，根据本发明的实施形式，通过以三角波状周期性地排列配置各个压电元件3a及各个液室5a，即使在使喷嘴数增加的情况下，由于能够一面保持用于使邻接的各个压电元件3a不相互干扰所必需的最小离开距离(L1×2)，一面增加压电元件3a的数目，缩小孔7a的间距，所以，可以防止液滴喷射头1在孔7a的排列方向上伸长。结果，可以防止由于喷嘴数的增加引起的液滴喷射头1的大型化，而且，可以防止液滴喷射头1的重量增加。特别是，通过实现液滴喷射头1的小型化，可以提高液滴喷射头1相对于液滴喷射装置的设置自由度。

进而，通过以沿着液体流动方向逐渐变细的方式形成各个液体流路6a，所以，即使在喷嘴间距变窄的情况下，也可以防止各个液体流路6a的干扰，所以，可以制造喷嘴间距窄的液滴喷射头1。

另外，通过利用前述液滴喷射头1、以及在保持该液滴喷射头1的同时向液滴喷射头1供应墨水等液体的主体构成液滴喷射装置，只要保持小型的液滴喷射装置1即可，可以实现保持液滴喷射头1的保持机构的简单化，无需对其进行加强等。

(其它实施形式)

另外，本发明并不局限于前述实施形式，在不脱离其主旨的范围内，可以进行各种变更。

例如，在前述实施形式中，将各压电元件排列成四列，但是，并不局限于此，例如，也可以排列三列或者五列，各个液室5a也排列成四列，但是，并不局限于此，也可以排列成三列或者五列。

另外，在前述实施形式中，利用螺钉10将振动板4固定在基座构件2和液室板5之间，但是，并不局限于此，也可以利用粘结剂将振动板4粘接固定在基座构件2和液室板5之间。

进而，在前述实施形式中，将缓冲构件9形成环状，将一个缓冲构件9设置在喷嘴板6上，但是，并不局限于此，例如，也可以将缓冲构件9形成长方体形状或者圆板形状，将多个缓冲构件9设置在喷嘴板6上。

最后，在前述实施形式中，在螺纹孔N4内形成阴螺纹的螺纹槽，但是，并不局限于此，例如，也可以在螺纹孔N4的内部形成阴螺纹的螺纹槽。

Claims (3)

1.一种液滴喷射头，其特征在于，所述液滴喷射头包括：

喷嘴板，所述喷嘴板具有排列成一列的多个喷嘴以及分别与前述多个喷嘴连通、在同一方向上延伸的多个液体流路，

液室板，所述液室板在前述多个液体流路上，具有分别与前述多个液体流路连通的多个液室，

多个压电元件，所述多个压电元件以使各自的一端与前述多个液室对向的方式分别设置，

其中，规定的前述喷嘴和分别与邻接的其它喷嘴连通的前述液室的前述喷嘴之间的距离周期性的变化，

前述多个液体流路分别由排列成一列的多个第一弧状壁面、以三角波状周期性排列配置的多个第二弧状壁面、以及用连接面分别连接前述多个第一弧状壁面和前述多个第二弧状壁面的多个壁面构成。

2.如权利要求1所述的液滴喷射头，其特征在于，前述多个液体流路以沿着前述液体的流动方向逐渐变细的方式形成。

3.如权利要求2所述的液滴喷射头，其特征在于，前述多个液室及前述多个压电元件分别以三角波状周期性排列配置。

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