CN102909957B - 液体喷出头 - Google Patents

Abstract

提供一种液体喷出头，其包括：基板，该基板包括能量产生元件和供给口，该能量产生元件用于产生喷出液体用的能量，该供给口是用于将液体供给到能量产生元件的贯通孔；和孔板，该孔板包括用于喷出液体的喷出孔。在第一方向上排列多个能量产生元件。在第一方向上，在多个能量产生元件之间形成供给口，供给口以在与第一方向正交的第二方向上与能量产生元件邻接的方式形成。

Description

液体喷出头

技术领域

本发明涉及一种用于通过使用诸如电热转换元件或压电元件等能量产生元件从喷出孔喷出诸如填充在压力室中的墨等液体的液体喷出头。

背景技术

在一般的液体喷出记录设备中，墨从墨盒被供给到液体喷出头。液体喷出头朝向记录介质喷出墨。在液体喷出头中，墨经由供给口被填充在压力室中。通过以电热转换元件或压电元件为代表的能量产生元件使填充在压力室中的墨从喷出孔喷出。之后，墨经由供给口被再次填充在压力室中，即，进行所谓的再填充。

在上述液体喷出头中，作为用于防止异物进入压力室的技术，已知如下技术：相对于一个喷出孔形成两个墨供给口，并且所述两个墨供给口比所述一个喷出孔小（参见日本特开2001-71502号公报）。

对于对液体喷出头中的墨喷出产生不利影响的现象，除了异物进入压力室的现象之外，存在由能量产生元件产生的压力波传播到其它压力室的现象，即所谓的串扰（cross talk）。当墨流路窄时，墨流动受到来自壁面的粘性阻力的抑制，因此，减轻了串扰。然而，当墨流动阻力增大时，再填充速度减小，因此，不能增大墨的喷出频率。更具体地，当试图减轻串扰时，不能提高生产量。

发明内容

液体喷出头包括：一种液体喷出头，其包括：基板，其包括能量产生元件和供给口，所述能量产生元件用于产生喷出液体用的能量，所述供给口是用于向所述能量产生元件供给液体的贯通孔；以及孔板，其包括用于喷出液体的喷出孔，其中，在第一方向上排列有多个所述能量产生元件，所述供给口在所述第一方向上形成在所述多个能量产生元件之间，所述供给口以在与所述第一方向正交的第二方向上与所述能量产生元件邻接的方式形成。

通过下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。

图2是示出图1所示的喷嘴列中的一个喷嘴列的放大状态的平面图。

图3是沿着图2所示的线3-3截取的截面图。

图4是沿着图2所示的线4-4截取的截面图。

图5是示出本发明的第二实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。

图6是沿着图5所示的线6-6截取的截面图。

图7是示出本发明的第三实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。

图8是沿着图7所示的线8-8截取的截面图。

图9A、图9B和图9C是示出本发明的第四实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。

图10A、图10B和图10C是示出本发明的第五实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。

图11A和图11B是示出本发明的第六实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。

图12是示出安装有本发明的液体喷出头的液体喷出记录设备的主要内部构造的立体图。

图13是从下方观察的、要安装在图12所示的液体喷出记录设备上的液体喷出头的立体图。

图14是从上方观察的、图13所示的液体喷出头的分解立体图。

具体实施方式

下面，在说明本发明的实施方式之前，参照图12至图14来说明可应用本发明的液体喷出头的液体喷出记录设备的构造。

（液体喷出记录设备的构造）

图12是示出安装有本发明的液体喷出头的液体喷出记录设备100的主要内部构造的立体图。图13是从下方观察的、要安装于图12所示的液体喷出记录设备100的液体喷出头19的立体图。图14是从上方观察的、图13所示的液体喷出头19的分解立体图。

在图12所示的液体喷出记录设备100中，记录介质被设置在托盘11上，并且液体喷出头19被安装在滑架22上。记录介质在输送方向B（参见图12）上输送通过液体喷出记录设备100。滑架22在与输送方向B正交的主扫描方向A上往复移动。从而，液体喷出头19也在主扫描方向A上往复移动。如图14所示，多个墨盒24以可移除的方式安装到液体喷出头19。

（第一实施方式）

图1是示出本发明的第一实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。如图1所示，喷嘴列组C1、M1、Y、M2和C2形成在该实施方式的液体喷出头19上。喷嘴列组C1和C2用于喷出青色墨。喷嘴列组C1包括两个喷嘴列La和Lb。喷嘴列组C2包括两个喷嘴列Li和Lj。喷嘴列组M1和M2用于喷出品红色墨。喷嘴列组M1包括两个喷嘴列Lc和Ld。喷嘴列组M2包括两个喷嘴列Lg和Lh。喷嘴列组Y用于喷出黄色墨并且包括两个喷嘴列Le和Lf。

图2是作为上述喷嘴列中的一个喷嘴列的喷嘴列Ld的放大平面图。图3是沿着图2所示的线3-3截取的截面图。图4是沿着图2所示的线4-4截取的截面图。如图3和图4所示，该实施方式的液体喷出头19包括支撑构件1、基板2和孔板3。支撑构件1、基板2和孔板3可以由液体喷出头19中的所有喷嘴列共用。图1和图2是移除了孔板3的平面图。

在支撑构件1和基板2之间形成与各喷嘴列组对应的多个公共液室4。从墨盒24向各公共液室4供给墨。供给到公共液室4的墨经由贯通基板2的多个供给口2A被填充到液室5中。液室5形成在基板2和孔板3之间。在该实施方式中，多个供给口2A在喷嘴列方向Y（参见图2）上排列。基板2中形成有在喷嘴列方向Y上排列的、用于产生喷出液体用的能量的多个能量产生元件6。在该实施方式中，能量产生元件6是用于在经由配线10（参见图2）供给电力时产生热的电热转换元件（加热器）。在孔板3的与各能量产生元件6相对的位置处形成多个喷出孔7。

在喷嘴列组M1中，在喷嘴列Lc和Ld中以预定节距P排列多个能量产生元件6和喷出孔7（参见图1）。此外，喷嘴列Lc中的能量产生元件6和喷出孔7与喷嘴列Ld中的能量产生元件6和喷出孔7错开半个节距（P/2）（参见图1）。从而，能够以等于喷嘴列Lc和Ld中的喷出孔7的节距P的两倍的分辨率来记录图像。在该实施方式中，在喷嘴列Lc和Ld中，多个供给口2A以与能量产生元件6和喷出孔7的节距P相同的节距P排列，并且多个供给口2A以与能量产生元件6邻接的方式交替地定位。这同样适用于其它的喷嘴列组C1、Y、M2和C2。

在液体喷出头19中，喷嘴列组C1和喷嘴列组C2以相对于喷嘴列组Y对称的方式定位，并且喷嘴列组M1和喷嘴列组M2以相对于喷嘴列组Y对称的方式定位，从而能够进行所谓的双向记录。由此，当液体喷出头19往复移动（参见图1所示的箭头A1和A2）时，液体喷出头19能够以相同的顺序喷出黄色墨、青色墨和品红色墨，从而记录减小了颜色不均匀性的高质量图像。喷嘴列组C1中的能量产生元件6和喷出孔7相对于喷嘴列组C2中的能量产生元件6和喷出孔7错开节距P的1/4（P/4）。类似地，喷嘴列组M1中的能量产生元件6和喷出孔7相对于喷嘴列组M2中的能量产生元件6和喷出孔7错开节距P的1/4（P/4）。

液室5中的与能量产生元件6和喷出孔7相对的部分用作压力室R。更具体地，液室5包括彼此连通的多个压力室R。从公共液室4经由供给口2A向各压力室R供给墨。在该实施方式中，在液室5中的各压力室R周围设置多个喷嘴过滤器8。各喷嘴过滤器8是柱状构件。与喷嘴过滤器8的开口宽度相对应的柱状构件间的间隙S（参见图2）比各喷出孔7的孔径D（参见图3）小。这能够防止比喷出孔7大的异物进入压力室R。

在该实施方式中，供给口2A的在与喷嘴列方向Y正交的X方向上的两端以留出配置配线10所需的宽度d的方式在喷嘴列方向Y上延伸。在具有这种构造的液体喷出头19中，基于记录数据使能量产生元件6产生热，以在压力室R的墨中产生气泡。然后，通过利用起泡能量从喷出孔7喷出压力室R中的墨。经由供给口2A、用公共液室4中的墨对墨喷出之后的压力室R进行再填充。当液体喷出头19被安装于图12所示的串行扫描系统的液体喷出记录设备100时，可以如下地记录图像。可以通过在沿主扫描方向A移动液体喷出头19的同时重复从喷出孔7喷出墨的操作和沿输送方向B输送记录介质的操作，在记录介质上记录图像。此时，两个供给口2A在喷嘴列方向Y上与各能量产生元件6邻接。因此，可以经由两个供给口2A用墨迅速地再填充压力室R。在如该实施方式那样、各喷嘴列组包括至少两个喷嘴列的情况下，可以经由在X方向上与能量产生元件6邻接的两个供给口2A和在喷嘴列方向Y上与能量产生元件6邻接的两个供给口2A，用墨再填充压力室R。因此，能够进一步提高再填充速度。因此，能够通过进一步增大墨的喷出频率来提高生产量。

供给口2A的X方向上的长度大于能量产生元件6的X方向上的长度。由此，驱动能量产生元件6时所产生的压力被宽的供给口充分地吸收，因此，能够减轻对在喷嘴列方向Y上邻接的压力室的影响。

特别地，在该实施方式中，两个供给口2A除了包围配置配线10的部分之外还包围能量产生元件6的四个边，因此，能够用墨迅速地再填充压力室R。更具体地，在通过利用能量产生元件6所产生的墨的起泡而喷出压力室R中的墨之后，可以用墨经由不连续地包围能量产生元件6的四个边的两个供给口2A更迅速地再填充压力室R。此外，能量产生元件6所产生的气泡的压力被供给口2A有效地吸收。由此，能够减轻串扰。在如该实施方式那样、喷嘴列组包括两个喷嘴列的情况下，使得在喷嘴列方向Y上与能量产生元件6邻接的两个供给口2A的两端和在X方向上与能量产生元件6邻接的供给口2A都能够吸收压力室R中的气泡的压力。由此，能够减轻作用在X方向上的串扰和作用在喷嘴列方向Y上的串扰。该实施方式的液体喷出头19能够满足提高再填充速度和减轻串扰两者，这两者一般是相互矛盾的。

此外，在该实施方式的液体喷出头19中，能够由喷嘴过滤器8来防止诸如经由供给口2A进入的灰尘等异物进入压力室R。因此，能够稳定地保持墨的适当喷出状态。此外，供给口2A位于在喷嘴列方向Y上彼此邻接的两个压力室R之间，因此，供给口2A被两个压力室R共用。因此，与为各压力室R分别设置多个供给口2A的构造相比，能够减小基板2的大小。结果，也能够减小液体喷出头19的大小。

如上所述，通过增大墨的喷出频率以提高生产量并且允许供给口2A有效地吸收在压力室R中产生的压力以减轻串扰，能够高速地记录高质量的图像。此外，能够通过图1所示的由两个喷嘴列形成的喷嘴列组来双向记录具有高分辨率的图像。

（第二实施方式）

图5是示出本发明的第二实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。图6是沿着图5所示的线6-6截取的截面图。用相同的附图标记表示与上述实施方式的液体喷出头的构成元件相同的构成元件，并且省略其详细说明。图5的平面图示出了移除图6所示的孔板3的状态。

在该实施方式中，形成在基板2和孔板3之间的液室5（压力室R）的高度mh小于喷出孔7的孔径D，并且不设置喷嘴过滤器8。液室5（压力室R）的高度mh小于喷出孔7的孔径D，因此，比喷出孔7大的异物不能进入液室5，从而防止异物进入压力室R。在该实施方式的液体喷出头中，虽然压力室R的高度mh小于第一实施方式的压力室R的高度，但是，不设置喷嘴过滤器8。因此，与第一实施方式相比，墨的流动阻力没有变大，从而能够以与第一实施方式相同的方式以高频率来喷出墨。

（第三实施方式）

图7是示出本发明的第三实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。图8是沿着图7所示的线8-8截取的截面图。下面，用相同的附图标记表示与第一实施方式的液体喷出头的构成元件相同的构成元件，并且省略其详细说明。图7的平面图示出了移除图8所示的孔板3的状态。

在该实施方式的液体喷出头中，在液室5中设置一对流路壁9。该对流路壁9从供给口2A的外侧在X方向上夹持压力室R，以支撑孔板3。各流路壁9与喷嘴列方向Y大致平行地延伸。流路壁9之间的在X方向上的间隙G大致为Wx+100μm以下，其中Wx是供给口2A在X方向上的宽度（参见图7）。流路壁9位于供给口2A的外侧，因此，能够在不抑制经由供给口2A对压力室R进行再填充的情况下减轻串扰。结果，能够以与上述实施方式相同的方式在保持高的墨喷出频率的同时减少压力室R之间的串扰。此外，能够增强孔板3的强度。

在该实施方式中，流路壁9在喷嘴列方向Y上不连续地延伸。然而，即使流路壁9针对整个喷嘴列一体化，也能获得类似的效果。

（第四实施方式）

图9A至图9C是示出本发明的第四实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。用相同的附图标记表示与上述实施方式的液体喷出头的构成元件相同的构成元件，并且省略其详细说明。

在图9A所示的液体喷出头中，配线10从能量产生元件6的除中心之外的部分延伸，并且配线10的布局在喷嘴列方向Y上交替地变化。供给口2A具有T字形状并且以在喷嘴列方向Y上交替反向的方式配置，以适应配线10的布局。

在图9B所示的液体喷出头中，配线10从能量产生元件6的除中心之外的部分延伸，并且配线10的布局是一致的。适应于该配线布局的供给口2A具有如下形状：供给口2A的X方向上的两端在喷嘴列方向Y上沿彼此相反的方向延伸。

在图9C所示的液体喷出头中，配线10从能量产生元件6在喷嘴列方向Y上延伸、然后在X方向上弯折。适应于该配线布局的供给口2A具有如下形状：供给口2A的中心部比图9B所示的供给口2A的中心部窄。

图9A至图9C所示的液体喷出头不具有喷嘴过滤器8。然而，即使液体喷出头具有喷嘴过滤器8，也能获得类似的效果。

（第五实施方式）

图10A至图10C是示出本发明的第五实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。用相同的附图标记表示与上述实施方式的液体喷出头的构成元件相同的构成元件，并且省略其详细说明。

在图10A和图10B所示的液体喷出头中，形成为梳状的供给口2A连续地包围各能量产生元件6的三个边。在图10C所示的液体喷出头中，一个供给口2A连续地包围各能量产生元件6的三个边并且不连续地包围各能量产生元件6的剩余的一个边。在图10A至图10C所示的液体喷出头中，配线10（未示出）从各能量产生元件6周围的未被供给口2A包围的部分延伸。

在图10A至图10C所示的液体喷出头中，供给口2A的平面面积大于其它实施方式的供给口2A的平面面积，因此，墨的流动阻力较小。由此，能够通过再填充速度的提高来增大墨喷出频率。

图10A至图10C所示的液体喷出头不具有喷嘴过滤器8。然而，即使液体喷出头具有喷嘴过滤器8，也能获得类似的效果。

（第六实施方式）

图11A和图11B是示出本发明的第六实施方式的液体喷出头的主要部分的平面图。用相同的附图标记表示与上述实施方式的液体喷出头的构成元件相同的构成元件，并且省略其详细说明。

在图11A和图11B所示的液体喷出头中，四个供给口2A不连续地包围一个能量产生元件6的四个边。与其它实施方式相比，这增加了配线10能够通过的部分，从而增大了配线布局的自由度。

在上述实施方式中，虽然能量产生元件6是电热转换元件（加热器），但是，能量产生元件6也可以是压电元件。特别地，当能量产生元件6是薄膜压电元件时，可以进行与电热转换元件的高速驱动接近的高速驱动。

此外，在上述实施方式中，虽然喷出介质是墨，但是，喷出介质也可以是其它液体。特别地，在大多数情况下，用于工业目的的喷出介质具有比墨喷射用的墨更高的粘度，并且其再填充频率趋于降低。由此，通过针对这种高粘度液体使用本发明的液体喷出头，能够解决再填充频率低的问题。

此外，本发明的液体喷出头仅需要如下构造。要经由供给口2A供给墨的多个压力室R在喷嘴列方向Y上排列，并且各压力室R通过使用能量产生元件6将填充在压力室R中的液体从喷出孔7喷出。由此，本发明可以广泛地应用于具有这种构造的液体喷出头。例如，本发明可以应用于所谓的整行型液体喷出头用的记录头以及如上所述的串行扫描型液体喷出记录设备用的记录头。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求书的范围将符合最宽泛的解释，以涵盖所有的这种变型、等同结构和功能。

Claims (9)

1.一种液体喷出头，其包括：

基板，其包括能量产生元件和供给口，所述能量产生元件用于产生喷出液体用的能量，所述供给口是用于向所述能量产生元件供给液体的贯通孔；以及

孔板，其包括用于喷出液体的喷出孔，

其中，在第一方向上排列有多个所述能量产生元件，

所述供给口在所述第一方向上形成在所述多个能量产生元件之间，所述供给口以在与所述第一方向正交的第二方向上与所述能量产生元件邻接的方式形成，

其特征在于，所述能量产生元件具有矩形形状，并且一个所述供给口连续地包围所述能量产生元件的三个边。

2.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，

所述能量产生元件在所述第二方向上形成在所述供给口之间。

3.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，

所述液体喷出头还包括连接到所述能量产生元件的配线，所述配线以在所述第二方向上延伸的方式形成在所述供给口之间。

4.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，

在所述第二方向上，所述供给口的长度大于所述能量产生元件的长度。

5.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，

一个所述供给口不连续地包围所述能量产生元件的剩余的一个边。

6.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，

所述液体喷出头还包括在所述能量产生元件周围形成的柱状的多个过滤器元件。

7.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，

所述液体喷出头还包括形成在所述基板和所述孔板之间的液室，其中，所述液室的高度小于所述喷出孔的直径。

8.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，

所述液体喷出头还包括壁构件，所述壁构件在所述第二方向上形成在所述供给口的外侧，并且所述壁构件与所述基板和所述孔板接触。

9.根据权利要求1所述的液体喷出头，其特征在于，

在所述第二方向上排列有多个沿所述第一方向排列的能量产生元件列。