CN101797840B

CN101797840B - 喷液记录头

Info

Publication number: CN101797840B
Application number: CN201010110767.1A
Authority: CN
Inventors: 齐藤亚纪子; 樱井将贵; 中川喜幸; 土井健; 柴崎彬; 古川雅朗; 神谷诚一; 今桥祐辅
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2030-02-03
Also published as: JP5388615B2; CN101797840A; JP2010179595A; US8342651B2; US20100201744A1

Abstract

一种喷液记录头，该喷液记录头包括：基板，其包括多个排出能量产生元件；多个供墨口，所述多个供墨口沿着多个排出能量产生元件的排列方向布置并且被梁彼此隔开；多个肋，其被梁支撑；以及孔板，其被多个肋支撑，其中，孔板包括用于排出液滴的排出口，所述液滴是从多个供墨口进入并且由多个排出能量产生元件提供排出能量的。

Description

喷液记录头

技术领域

本发明涉及一种喷液记录头，该喷液记录头采用通过向记录介质排出液体而在记录介质上进行记录的喷液记录方法。

背景技术

现在，喷墨记录方法能够高速地记录高清晰图像，并且能够在没有经过特殊处理的记录介质上进行记录。因此，喷墨记录方法得到了广泛的使用。在喷墨记录头中使用了各种排出方法，以实现喷墨记录方法。例如，典型的方法如下：通过施加由加热墨并使墨产生气泡所得到的能量而排出墨的方法，以及利用压电元件的方法。在采用这些方法的喷墨记录头中，近年来，要求更高清晰度和更高品质的图像。因此，喷墨记录头需要排出更小的墨滴以满足要求。

然而，如果减小排出口的直径以排出更小的墨滴，则增加了排出口的流动阻力。因此，可以使排出效率劣化。为了减小排出口的流动阻力，以解决此问题，有效的方法是减小孔板的厚度。

减小孔板的厚度在减小流动阻力方面是有效的，但是对于其强度是不利的。特别地，当孔板的材料是树脂时，孔板自身可能由于墨液而溶胀，并且可能最终变形。因此，需要关注的是对墨滴的排出的影响。

为了解决此问题，如日本特开平10-146976号公报所说明的，在孔板中设置肋是有效的。这是因为通过设置肋提高了孔板抵抗变形的强度。如日本特开2000-158657号公报所述的那样，对于在该孔板中设置肋，已知这样的构造：该构造用于将长度比墨流路的宽度长的肋设置在供墨口和墨流路之间的连通部附近。单个连续肋或多个不连续肋沿排出墨所需的电热转换元件的排列方向被设置于供墨口上。

如果孔板极其薄，如上所述，在供墨口上设置的单个连续肋的结构对于提高孔板抵抗变形的强度是有效的，如日本特开2000-158657号公报所述的那样。图11示出了在供墨口上设置单个连续肋的传统喷墨记录头的构造。

在如图11所示的喷墨记录头100中，用作贯通口的供墨口41被形成于基板11，并且肋61被设置于位于供墨口41上的孔板71的背面。在供墨口41的两侧，配置有用于产生排出墨所需的排出能量的排出能量产生元件31。在排出能量产生元件31之间，设置有用作墨流路壁的涂布树脂层21，该墨流路壁形成作为喷嘴的墨流路。在涂布树脂层21上，设置有包括排出口81的孔板71。在此喷墨记录头100中，当肋61的宽度W是大约20μm到30μm时，供墨口41的开口宽度T通常是100μm到200μm，该宽度T与宽度W相比足够宽。因此，传统地，即使在制造过程中供墨口41的开口宽度T或肋61相对于供墨口41的位置以数10μm的程度变化时，对供墨也几乎不产生影响。

然而，在上述墨记录头中，近来，为了减小成本的目的，存在减小基板的尺寸的需求。因为减小供墨口的尺寸对减小成本是有效的，所以存在使供墨口的开口宽度比传统的开口宽度小的另一种需求。当肋被设置于具有小的开口宽度的供墨口并且如果孔板中的肋的位置相对于供墨口偏离设计位置时，供墨口的开口面积可能变得非常小。因为，墨的流动阻力随着开口面积的减小而增加，关注的问题在于再填充速度(将墨填充到孔板的速度)变得较慢。

因此，如果多个不连续肋被用在供墨口，如日本特开2000-158657号公报所述的那样，在肋之间产生间隙，与单个连续肋相比，能够抑制再填充速度的减小。然而，因为肋是不连续的，所带来的问题在于，与传统的连续结构相比，孔板的强度劣化。

发明内容

本发明提供一种喷墨记录头，即使在供墨口的开口宽度较小时，该喷墨记录头也能够在不干扰墨的排出的情况下充分地维持孔板的强度。

根据本发明的一个方面，一种喷液记录头，该喷液记录头包括：基板，其包括多个排出能量产生元件和多个供墨口，所述多个供墨口沿着多个排出能量产生元件的排列方向布置并且被梁彼此隔开；多个肋，其被所述梁支撑；以及孔板，其被多个肋支撑，其中，孔板包括用于排出液滴的排出口，液滴是从多个供墨口进入并且由多个排出能量产生元件提供排出能量的。

通过下面参照附图对典型实施方式的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的典型实施方式、特征和方面，用于说明本发明的原理。

图1示出了根据本发明的第一典型实施方式的喷墨记录头的构造。

图2是沿图1所示的剖面线A-A截取的剖面图。

图3的(a)和图3的(b)示出了根据本发明的第一典型实施方式的喷墨记录头的主要部分的构造。图3的(a)是图1所示的区域B的放大图。图3的(b)是沿图3的(a)所示的剖面线C-C截取的剖面图。

图4示出了在制造过程中肋相对于供墨口移位的状态的示例。

图5示出了在根据本发明的第一典型实施方式的喷墨记录头中肋的宽度被加宽的构造的示例。

图6示出了在根据本发明的第一典型实施方式的喷墨记录头中肋的被粘合到孔板的端部的形状被修圆(round off)的构造的示例。

图7示出了根据本发明的第二典型实施方式的喷墨记录头的主要部分的构造。

图8示出了在根据本发明的第二典型实施方式的喷墨记录头中肋的长度被加长的构造的示例。

图9示出了根据本发明的第三典型实施方式的喷墨记录头的主要部分的构造。

图10示出了在根据本发明的第三典型实施方式的喷墨记录头中两个肋被结合成一体的构造的示例。

图11示出了传统喷墨记录头的构造。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明本发明的各种典型实施方式、特征和方面。

图1示出了根据本发明的第一典型实施方式的喷液记录头(喷墨记录头)的构造。图1示出了暴露喷墨记录头的内部的一部分的状态。图2是沿图1所示的剖面线A-A截取的剖面图。

如图1所示，多个用作通孔的供墨口4间隔地被形成于根据本典型实施方式的喷墨记录头10的基板1上。在供墨口4的两侧，配置有用于产生排出液体(墨)所需的排出能量的排出能量产生元件3。在排出能量产生元件3之间，设置有构成墨流路壁的涂布树脂层2，该墨流路壁用于形成作为喷嘴的墨流路。在涂布树脂层2上，设置有包括排出口8的孔板(orifice plate)7。在喷墨记录头10中，由排出能量产生元件3向从供墨口4进入的墨提供排出能量，并且该墨随后被从排出口8射出成为墨滴(液滴)。

图3的(a)和图3的(b)示出了喷墨记录头10的主要部分的构造。图3的(a)是图1所示的区域B的放大图。图3的(b)是沿图3的(a)所示的剖面线C-C截取的剖面图。

在喷墨记录头10中，如图3的(a)所示，多个供墨口4被梁5彼此隔开。此外，如图3的(b)所示，多个肋6被设置于孔板7，并且这些肋6被梁5隔开地支撑。如图3的(a)所示，肋6沿排出能量产生元件3的排列方向(下文称为排列方向)排成列，并且在相邻的肋之间存在间隙。

在传统喷墨记录头100中，在具有宽的开口面积的单个供墨口41上仅于孔板71设置单个肋61，并且肋61不被支撑。另一方面，在根据本典型实施方式的喷墨记录头10中，多个肋6分别被位于供墨口4之间的梁5支撑，从而能够充分地维持孔板7的强度。

以下将用具体的数值说明喷墨记录头10的效果。图4示出了在制造过程中肋6相对于供墨口4的位置被移位的示例。

在图4中，供墨口4的开口宽度T是50μm到60μm，此宽度比传统的100μm到200μm的宽度小，并且肋6的宽度W是20μm。在此情况下，当在制造过程中发生大约10μm的移位时，与肋61类似的传统的连续肋的开口面积将减小至大约1/3。当开口面积变小时，墨的流动阻力增加。结果，对供墨性能产生显著影响。然而，与喷墨记录头10一样，在供墨口4上的肋之间可以存在间隙。在此情况下，如果肋6相对于供墨口4的位置被偏移，墨能够通过肋之间的间隙流动，从而能够减小对供墨性能的影响。因此，根据本典型实施方式，能够提供在制造方面具有高的成品率的喷墨记录头。

此外，通过允许上述的位置偏移，能够实现肋的宽度被加宽的构造。在传统的连续肋中，肋的宽度不能被加宽，因为可能堵塞供墨口。图5示出了在喷墨记录头10中肋6的宽度W比供墨口4的开口宽度T大的构造的示例。如图5所示，当宽度W被加宽时，支撑孔板7的面积增加，从而进一步提高了孔板7抵抗变形的强度。

在本典型实施方式中，如图6所示，肋6的被接合到孔板7的端部的截面形状可以是曲线形状。在此情况下，施加到孔板7和肋6上的应力被分散，从而使孔板7抵抗变形的强度可以比如图2所示的矩形截面形状的强度进一步提高。

图7示出了根据本发明的第二典型实施方式的喷墨记录头的构造。在根据本典型实施方式的喷墨记录头11中，肋6的配置和构造与第一典型实施方式中描述的喷墨记录头10中的肋6的配置和构造不同。与图3的(a)类似，图7示出了与图1中所示的区域B相对应的区域的放大图。

如图7所示，在喷墨记录头11中，多个肋6交替地配置于彼此间隔开并且与排列方向平行地延伸的多列(第一列和第二列)。更加具体地，以如下方式配置和构造多个肋6：多个肋6在与排列方向正交的方向上从与喷墨记录头10类似的列对齐的位置移位(间隔)。结果，能够加宽相邻的肋6之间的间隙，从而改进供墨性能。

如图8所示，肋6的长度能够在排列方向上被延伸以具有与相邻的肋6重叠的重叠(平行)部。在此情况下，因为支撑孔板7的面积与图7所示的肋6相比变宽，因此能够进一步提高孔板7的强度。然而，如果肋6的在排列方向上的长度变成使肋6延伸过与该肋6相邻的供墨口4，对供墨产生不利影响。因此，如图8所示，期望各肋6具有与相邻的肋6平行的部分，同时，端部处于供墨口4的途中位置(不超过供墨口4的位置)。因此，能够提高供墨性能和孔板的强度二者。此外，在本典型实施方式中，与第一实施方式类似，如果肋6的端部的截面是曲线的形状，则能够进一步提高孔板的强度。

图9示出了根据本发明的第三实施方式的喷墨记录头的主要部分的构造。根据本典型实施方式的喷墨记录头12的肋的配置和构造与喷墨记录头10的肋的配置和构造不同。与图3的(a)类似，图9示出了与图1所示的区域B相对应的区域的放大图。

在喷墨记录头12中，如图9所示，与喷墨记录头11类似，通过在与排列方向平行的方向上延伸的不同列上以锯齿状图案排列多个肋6，能够提高供墨性能。此外，如图9所示，喷墨记录头12包括辅助肋9，该辅助肋9被设置作为用于提高孔板7的强度的构造。

因为辅助肋9被梁5支撑，所以能够充分地提高孔板7的强度。此外，辅助肋9在排列方向上的长度比梁5在排列方向上的宽度小，并且辅助肋9的长度不会延伸到供墨口4中。因此，对供墨性能的影响较小。

如图9所示，辅助肋9可以是柱状的并与肋6间隔开，或者如图10所示，也可以是与肋6组合为一体的形状。

在本典型实施方式中，与第一典型实施方式和第二典型实施方式类似，如果肋6的端部是曲线形状，则能够进一步提高孔板的强度。

虽然已经参照典型实施方式说明了本发明，应当理解，本发明不限于所公开的典型实施方式。所附的权利要求书的范围符合最宽泛的解释，以包含所有这些变型、等同结构和功能。

Claims

1.一种喷液记录头，其包括：

基板，所述基板包括多个排出能量产生元件和多个供墨口，所述多个供墨口沿着所述多个排出能量产生元件的排列方向布置并且被梁彼此隔开；

多个肋，所述肋沿着所述排列方向被所述梁支撑，并且在所述供墨口上的沿所述排列方向相邻的所述肋之间具有间隙；以及

孔板，其被所述多个肋支撑，其中，所述孔板包括用于排出液滴的排出口，所述液滴是从所述多个供墨口进入并且由所述多个排出能量产生元件提供排出能量的。

2.根据权利要求1所述的喷液记录头，其特征在于，所述多个肋在所述排列方向上的长度比所述梁在所述排列方向上的长度长。

3.根据权利要求1或2所述的喷液记录头，其特征在于，所述多个肋在所述排列方向上的端部位于所述供墨口内。

4.根据权利要求1或2所述的喷液记录头，其特征在于，所述多个肋在与所述排列方向正交的方向上的长度比所述供墨口在与所述排列方向正交的方向上的长度长。

5.根据权利要求1或2所述的喷液记录头，其特征在于，所述多个肋在所述排列方向上交替地在第一列和第二列上布置，其中，所述第一列沿着所述排列方向延伸，所述第二列在相对于所述排出能量产生元件的列与所述第一列离开的位置沿着所述排列方向延伸。

6.根据权利要求5所述的喷液记录头，其特征在于，所述喷液记录头还包括辅助肋，在所述肋被布置于所述第一列时，所述辅助肋在所述梁被布置于所述第二列，在所述肋被布置于所述第二列时，所述辅助肋在所述梁被布置于所述第一列，其中，所述辅助肋在所述排列方向上的长度比所述梁在所述排列方向上的长度小。

7.根据权利要求6所述的喷液记录头，其特征在于，所述辅助肋与所述肋组合成一体。

8.根据权利要求1或2所述的喷液记录头，其特征在于，所述多个肋的与所述孔板接合的部分的截面是曲线形状。