CN102161266A - 液体喷射头以及液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供液体喷射头以及液体喷射装置。由于墨水导入口相对于压力室的列的中心而言靠与重力方向的相反侧，因此能够在喷嘴压力的影响小的压力低的区域，施加由墨水导入所导致的压力。

Description

液体喷射头以及液体喷射装置

本发明主张2010年2月17日在日本提出的申请2010-032151号的优先权，并在此引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及液体喷射头以及液体喷射装置。

背景技术

作为液体喷射头的典型例子，如日本特开2000-62164号公报中所公开的，墨水从墨水导入口经由岐管即水箱被供给到多个压力室。水箱是向各压力室供给墨水的共通的墨水室，形成为沿着压力室的列方向延伸得较长。此外，如日本特开平10-272770号公报所公开的，喷墨式记录头在液体喷射装置即喷墨式记录装置中倾斜45度配置或者垂直配置

然而，在液体喷射装置中，若使液体喷射头的喷嘴列方向相对于水平方向倾斜配置或是垂直配置，则由于岐管的压力室的列方向的长度所引起的喷嘴压力，而在岐管内产生压力分布。该压力分布给压力室间的压力变化带来分布，导致喷嘴开口间的液体喷射特性不同，在液体喷射量方面产生不均。

发明内容

液体喷射头具备如下机构。即具备：由喷射液体的多个喷嘴开口形成的喷嘴列；使上述喷嘴列的方向与水平方向具有夹角地配置的喷射面；与一个上述喷嘴开口对应地连通的一个压力室；使上述压力室内的压力变化的压力产生机构；借助供给口向多个上述压力室供给液体的共通的液室即岐管；向上述岐管导入液体的液体导入口，该液体导入口设于上述压力室的列的中心和与重力方向相反一端之间的位置。

此外，液体喷射装置具有上述所述的液体喷射头，上述液体喷射头的喷射面配置成使上述喷嘴列的方向与水平方向具有夹角。

附图说明

图1是表示具备本发明的第一实施方式涉及的液体喷射装置的电子设备装置的外观立体图。

图2是在本发明中从显示器的背面侧观察到的喷墨式记录装置和电子设备装置的外观立体图。

图3是本发明的喷墨式记录头的分解立体图。

图4是本发明的喷墨式记录头的简要剖视图。

图5是表示在本发明中构成岐管、墨水供给口、压力室的部分和墨水导入口的位置关系的简要俯视图。

图6是表示以往例中的构成岐管、墨水供给口、压力室的部分和墨水导入口的位置关系的简要俯视图。

图7是表示以往例和本发明的实施方式中的供给口处的压力分布的图。

图8是表示本发明的第二实施方式中的构成岐管、墨水供给口、压力室的部分和墨水导入口的位置关系的简要俯视图。

图9是表示本发明的第三实施方式中的构成岐管、墨水供给口、压力室的部分和墨水导入口的位置关系的简要俯视图。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是具备本实施方式涉及的液体喷射装置的一例即喷墨式记录装置10的电子设备装置100的外观立体图。

喷墨式记录装置10是沿着铅垂方向V输送记录介质S来进行记录的装置。这里，记录介质S的输送方向可以是与铅垂方向V具有夹角的方向。图中示出了铅垂方向V和水平方向H。

在图1中，电子设备装置100具备喷墨式记录装置10和显示器20。本实施方式中，为了节省空间而将喷墨式记录装置10配置在显示器20的背面。

喷墨式记录装置10从形成于主体11的下部的开口部12排出记录介质S。这里，开口部12还可以形成于主体11的上部。这种情况下记录介质S从上部被排出。

喷墨式记录装置10基于从计算机2经由打印信号电线3发送的黑色、黄色、品红色、青绿色等各灰度值等的打印信息，在主体11内部对记录介质S进行打印。

显示器20的主体21具备液晶面板22，并且被基座23和支承部24支承。显示器20基于从作为控制装置的计算机2经由显示信号电线4发送的R(红)、G(绿)、B(蓝)各灰度值等的显示信息在液晶面板22上显示图像。

图2是从显示器20的背面侧观察到的喷墨式记录装置10和电子设备装置100的外观立体图。在图2中，在拆掉喷墨式记录装置10的未图示的里盖的状态下，示出喷墨式记录装置10的内部。

在图2中，喷墨式记录装置10具备作为液体喷射头的喷墨式记录头200。喷墨式记录头200搭载于滑架13，由于其设于滑架13的与记录介质S对置的一侧，因而未进行图示。

此外，在滑架13上还搭载有未图示的墨盒，该墨盒中填充有墨水(黄色、品红色、青绿色、黑色)且能够拆装。

滑架13与随着滑架驱动马达14的旋转而旋转的定时带15连结，沿着滑动轴16在水平方向H往返移动。喷墨式记录头200也和滑架13的往返移动一起在水平方向H往返移动。

在喷墨式记录头200的上游侧，未图示的由供纸马达驱动的供纸辊和旋转自如的从动辊以在中间夹入记录介质S的方式设置，记录介质S被向喷墨式记录头200供给。在喷墨式记录头200的下游侧，与供纸马达的驱动连动地旋转的未图示的排纸辊和旋转自如的从动辊以在中间夹入记录介质S的方式设置，排出记录介质S。

滑架13具备输出与水平方向H的移动量对应的脉冲信号的、未图示的线性编码器，能够对喷墨式记录头200的水平方向H的位置进行控制。将滑架13的扫描方向称作主扫描方向。在本实施方式中，水平方向H为主扫描方向。

另一方面，供纸马达具备输出与旋转量对应的脉冲信号的、未图示的旋转编码器。通过旋转编码器能够对记录介质S的输送方向的输送量进行控制。将使记录介质S以预定的输送量沿输送方向移动称作副扫描，将输送方向称作副扫描方向。在本实施方式中，铅垂方向V为副扫描方向。

在图1中，通过操作键盘5或鼠标6，能够使喷墨式记录装置10打印图像，或在显示器20上显示图像。

图3是喷墨式记录头200的分解立体图，图4是喷墨式记录头200的简要剖视图。

在图3和图4中，喷墨式记录头200具备喷嘴板210、隔板220、能弹性变形的弹性板230、头座240和框体250。

这里，喷嘴板210、隔板220和弹性板230构成流路形成单元300。

在作为喷嘴的喷射面的喷嘴板210形成有多个喷嘴开口211。喷嘴开口211并列形成，构成两列喷嘴列212。喷嘴列212的方向在图1和图2中是铅垂方向V即副扫描方向，配置成与水平方向H具有夹角、例如配置成与水平方向H具有90度的夹角。

在隔板220上形成有与一个喷嘴开口211对应地连通的一个压力室221的一部分和向各压力室供给墨水的共通的液室即两个岐管222的一部分。在各压力室221与岐管222之间形成有作为供给口的墨水供给口223的一部分。墨水经由墨水供给口223从岐管222分配供给到各压力室221。

压力室221与喷嘴开口221同样地构成两列压力室的列224。

隔板220以如下方式获得：使用被切成预定厚度的单晶硅板，通过各向异性全蚀刻将岐管222的一部分等形成为通孔，并且通过各向异性半蚀刻将压力室221或墨水供给口223形成为凹部。

此外，还能通过如下方式获得，即：使用能蚀刻并且对墨水具有耐腐蚀性的金属或玻璃等板材，通过蚀刻对该板材形成贯通区域或凹部获得，或者至少以凹部的底面为界而沿着厚度方向分解成多个层，层积形成有与各层的通孔一致的通孔的蚀刻薄膜而获得。

流路形成单元300通过层积喷嘴板210、隔板220和弹性板230而构成。喷嘴板210和弹性板230构成压力室221、岐管222和墨水供给口223的一部分，从而通过进行层积而能够形成压力室221、岐管222和墨水供给口223。

流路形成单元300通过在隔板220的一个面上利用粘着剂等液密性地固定喷嘴板210、并在另一个面上利用粘着剂等液密性地固定弹性板230而获得。

在图4中，头座240安装有具备作为压力产生机构的压电振子410的压电振子单元400。此外，头座240上形成有墨水引导路241。

而且，在图3和图4中，头座240上，在与压力室221对置的位置上形成有使压电振子410露出的窗242，在与压力室221和岐管222对置的区域形成有能容许弹性板230的变形的凹部243。而且，在与岐管222对置的位置形成有墨水引导路241的开口244。

在弹性板230上形成有作为液体导入口的墨水导入口231，该墨水导入口231用于从墨水引导路241的开口244向岐管222导入墨水。此外，在弹性板230上形成有在各压力室221的中心线上刚性高的岛部232，从而使得压力室221的容积在大范围的区域中变化，压电振子410的前端与岛部232抵接。

喷墨式记录头200的组装能够以如下方式进行。

首先，将流路形成单元300的墨水导入口231与头座240的墨水引导路241的开口244对位，利用粘着剂等固定于头座240。

接着，以压电振子410的前端与弹性板230的岛部232抵接的方式将压电振子单元400固定于头座240。

然后，在头座240的另一个面安装从未图示的墨盒供给墨水的墨水供给针260、过滤器270，将外侧通过兼做密封部件的框图250固定，则完成喷墨式记录头200。

图5是表示构成岐管、墨水供给口223、压力室221的部分和墨水导入口231之间的位置关系的简要俯视图。

在图5中，仅示出了两列与喷嘴列212对应的岐管222、墨水供给口223、压力室221和墨水导入口231当中的一例。这里，压力室221和墨水供给口223的个数不局限于图5所示的个数。

在图5中除了铅垂方向V和水平方向H之外还示出了重力方向g。重力方向g从上向下地面向纸面。在图1和图2中记录介质S的搬出方向为重力方向。

此外，在图5中示出了经过与喷嘴列212对应的压力室221的列224的中心而将喷嘴列212和压力室221分成两部分的中心线C。

在图5中，压力室221以一定间距形成，在压力室221的单侧形成有岐管222。岐管222的形状是俯视矩形形状。墨水导入口231设置在压力室221的列224的中心与和重力方向g相反一端225之间相当的位置。

这里，墨水导入口231不是设置在与和重力方向相反一端225相当的位置。这是因为，若墨水导入口231处于靠近端225的壁的位置，则墨水被壁等挡回的影响大，压力较大地变化，从而会妨碍岐管222内的压力均匀性。

在图3和图4中，如对喷墨式记录头200施加驱动信号，则压电振子410收缩而压力室221膨胀。由此，岐管222内的墨水从墨水供给口223被分配流入各压力室221。

若在经过了预定时间后的阶段使压电振子410放电，则压电振子410伸长而恢复原来的状态。在这个过程中，压力室221被压缩而压力增高，压力室221的墨水的一部分从喷嘴开口211作为墨滴喷出。

(以往例)

在图6中示出了表示使喷嘴列212的方向朝向水平方向H来进行使用的现有喷墨式记录头200中的、构成岐管222、墨水供给口223、压力室221的部分和墨水导入口231之间的位置关系的简要俯视图。对相同构成要素标注相同符号。

在图6中，岐管222的形状与第一实施方式相同为俯视矩形形状。在以往例中，墨水导入口231相对于岐管222、墨水供给口223、压力室221的位置在中心线C上。墨水导入口231的位置在中心线C上是为了：在使喷嘴列212的方向朝向水平方向H的情况下，使岐管222内的墨水的压力分布相对于墨水供给口231对称，尽量消除因位置的不同所导致的压力差。

图6中示出以往的喷墨式记录头200的喷嘴列212的方向朝向重力方向g来进行使用的情况。

在岐管222中，用箭头示出对墨水供给口223施加的喷嘴压力P的状态。箭头的长度表示喷嘴压力P的大小。喷嘴压力P越是朝向重力方向g越大。

图7中示出表示以往例和本发明的实施方式中的岐管222中的墨水供给口223附近的压力分布的图。压力分布是压电振子410驱动时的压力分布。

在图7中，横轴表示距离与重力方向g相反的图5和图6中所示的端225的距离，纵轴表示压力。此外，C表示中心线C的位置。

在以往例中，在与重力方向g相反一端225附近，为使墨水引向重力方向g而增大负压，压力朝向中心线C附近变大。另一方面，随着朝向重力方向g而远离中心线C，喷嘴压力P的影响也比由流路阻力引起的压力的降低大，压力几乎不降低。

在本发明的实施方式中，在与重力方向g相反一端225附近，由于墨水导入口231位于附近，因而施加墨水流入的压力时负压几乎不增大。另一方面，随着朝向重力方向g而远离中心线C，流路阻力会导致压力降低。

在以往例和本发明的实施方式中，在重力方向g的另一端226附近，压力有些上升，考虑到这是精度误差的影响导致的，因而在该实施方式中可以忽视。

根据本发明的实施方式具有如下效果。

对沿着压力室221的列224方向延伸的岐管222内的墨水施加的压力，由于喷嘴压力P而朝向重力方向g增高，在对各墨水供给口223施加的压力方面产生差异，但是向岐管222导入墨水的墨水导入口231的位置，设置在压力室221的列224的中心与和重力方向g相反一端225之间相当的位置。墨水导入口231的位置相对于压力室221的列224的中心位于与重力方向g相反的一侧，因此在喷嘴压力P的影响小的压力低的区域，施加墨水导入所引起的压力。而且，墨水导入口231的位置距离喷嘴压力P的影响大的压力高的区域远，因此，由于流路阻力增加而导致的压力降，在喷嘴压力P的影响大的压力高的区域产生，能够减小施加于各墨水供给口223大的压力之差。因此，在使压力室221内的压力变化而从喷嘴开口211喷射墨水时，能够减小压力室221内的压力之差，能够减小喷嘴开口211间的墨水喷出特性之差，能够获得墨水的喷出量的不均小的喷墨式记录头200。

(2)在本发明中，能够获得具有以上效果的喷墨式记录装置10。

第二方式

图8中示出表示本发明的实施方式中的喷墨式记录头200的构成岐管227、墨水供给口223、压力室221的部分和墨水导入口231之间的位置关系的简要俯视图。对与第一实施方式同样的构成要素且相同形状的部分标记相同符号。

该实施方式中的岐管227的俯视的形状构成为：从与岐管227的压力室221的列224的中心相当的位置到与重力方向g相反一端225的宽度，比从与压力室221的列224的中心相当的位置到重力方向g的另一端226的宽度宽。

这里，与重力方向g相反一端225的角228部分的角度为钝角的拐角有多个，此处为有两个上述拐角部。此外，墨水导入口231设于中心线C上。

另外，墨水导入口231配置在距离与压力室的列的中心相当的位置偏向重力方向的另一端侧，但相比该角部被配置在偏向压力室的列的中心侧。而且，该多个拐角部当中，离墨水导入口近的一侧的拐角部与岐管的压力室侧的壁之间的距离，是岐管的压力室侧的壁与该壁的相反侧的壁之间形成的距离中最大的距离。

根据本实施方式，越朝向重力方向g岐管227的宽度越窄，因此流路阻力越大。在与重力方向g相反一端225附近，压力比以往例高一些。另一方面，若朝向重力方向g远离中心线C，则流路阻力导致压力略有下降。

根据本实施方式，具有以下效果。

(3)在图7中，重力方向g的岐管227的宽度变窄，由此流路阻力向重力方向g变大，重力方向g的压力减小。因此，喷嘴压力P的影响减小，能够减小喷嘴开口221间的墨水喷出特性之差，能够获得墨水的喷出量的不均小的喷墨式记录头200和喷墨式记录装置10。

(4)岐管227的壁间所成的角度为直角或钝角，没有使在岐管227产生或者进入岐管227的气泡停留的锐角部，能够抑制气泡的成长。因此，能够降低气泡导致的墨水供给口223的堵塞或向压力室221供给墨水的供给量下降，能够进一步减小喷嘴开口211间的墨水喷出特性之差，能够获得墨水的喷出量的不均更小的喷墨式记录头200和喷墨式记录装置10。

第三方式

在图9中示出表示本发明的实施方式中的喷墨式记录头200的构成岐管227、墨水供给口223、压力室221的部分和墨水导入口231之间的位置关系的简要俯视图。对与第一实施方式和第二实施方式同样的构成要素且相同形状的部分标记相同符号。

本实施方式中的岐管227的形状与第二实施方式同样，墨水导入口231与第一实施方式同样地设置在与压力室221的列224的中心和重力方向g相反一端225之间相当的位置。

根据本发明的实施方式，具有以下效果。

在图7中，除了第一实施方式的压力变化之外，还具有流路阻力带来的第二实施方式中的效果。因此，能够进一步减小喷嘴开口211间的墨水喷出特性之差，能够获得墨水的喷出量的不均更小的喷墨式记录头200和喷墨式记录装置10。

以上，对实施方式进行了说明，但基本构成不局限于上述的说明。

例如，本实施方式中的喷墨式记录头200，作为压力产生机构而利用压电振子410的伸缩振动来改变压力室221的容积，但是可以利用压电振子的挠曲振动来改变压力室221的容积。

此外，作为压力产生机构，可以是在压力室内配置发热元件，利用发热元件发热所产生的气泡从喷嘴开口喷出液滴的机构，或者在振动板和电极之间产生静电，利用静电使振动板变形而从喷嘴开口喷出液滴的所谓的静电式制动器等。

另外，作为液体喷射头的应用例以喷墨式记录头200为例进行了说明，但作为能够应用本发明的其他液体喷射头，可以举出例如在液晶显示器等的彩色滤波器的制造中使用的彩色材料喷射头、在有机EL显示器、FED(电场发射显示器)等的电极形成中使用的电极材料喷射头、生物芯片制造中使用的活体有机物喷射头等。

Claims (5)

1.一种液体喷射头，其特征在于，具备：

喷嘴列，其由喷射液体的多个喷嘴开口构成；

喷射面，其将上述喷嘴列的方向配置为与水平方向具有夹角；

与一个上述喷嘴开口对应地连通的一个压力室；

压力产生机构，其使上述压力室内的压力变化；

岐管，其作为共通的液室而构成为经由供给口向多个上述压力室供给液体；以及

向上述岐管导入液体的液体导入口，该液体导入口被设置在相当于上述压力室的列的中心和与重力方向相反一端之间的位置。

2.根据权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，

上述岐管的从相当于上述压力室的列的中心的位置到上述端的宽度，比从相当于上述压力室的列的中心位置到重力方向的另一端的宽度更宽。

3.根据权利要求2所述的液体喷射头，其特征在于，

具有拐角部，所述拐角部由上述岐管的与重力方向相反一端的角部分的角度为钝角的多个拐角构成。

4.根据权利要求3所述的液体喷射头，其特征在于，

上述液体导入口被配置在相当于上述压力室的列的中心的位置与上述拐角部之间的位置。

5.一种液体喷射装置，其特征在于，具备权利要求1所述的液体喷射头。

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