CN103252998B - 液体喷射头和液体喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使液体粘度与以往相比增高也容易从喷嘴形成面上擦拭液体的液体喷射头和液体喷射装置。所述液体喷射头具备：头单元(15)，其具有成列设置了多个喷射液体的喷嘴(38)的喷嘴形成面(2a)，且通过擦拭部件(12)沿着喷嘴(38)的成列设置方向对该喷嘴形成面(2a)进行擦拭；固定部件(16)，其固定头单元(15)，固定部件(16)具有固定板部(53)，在所述固定板部上形成有使喷嘴形成面(2a)上的喷嘴(38)露出的露出开口部(55)，固定板部(53)以使喷嘴(38)在该露出开口部(55)内露出的状态将上表面作为固定基准面而与喷嘴形成面(2a)相接合，在露出开口部(55)中的、擦拭部件(12)的擦拭方向W的下游侧处形成切口部(58)，切口部(58)将露出开口部(55)朝向擦拭方向(W)开放，从而使喷嘴形成面(2a)的边缘部露出。

Description

液体喷射头和液体喷射装置
技术领域
本发明涉及喷墨式记录头等的液体喷射头、以及具备该液体喷射头的液体喷射装置，尤其涉及一种具备如下的头单元和固定部件的液体喷射头以及液体喷射装置，其中，所述头单元具有成列设置有多个喷嘴的喷嘴形成面，所述固定部件对该头单元进行固定。
背景技术
作为以液滴的形式从喷嘴喷射液体的液体喷射头，虽然存在例如在喷墨式记录装置等的图像记录装置中所使用的喷墨式记录头，但是最近通过有效利用其能够使极少量的液体准确地喷落到预定位置上的这一特点，而也将其应用于各种制造装置上。例如，应用于制造液晶显示器等的滤色器的显示器制造装置、形成有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器或FED(Field Emission Display：面发光显示器)等的电极的电极形成装置、制造生物芯片(生物化学元件)的芯片制造装置中。并且，在图像记录装置用的记录头中则喷射液状的油墨，而在显示器制造装置用的颜料喷射头中则喷射R(Red)、G(Green)、B(Blue)的各种颜料的溶液。此外，在电极形成装置用的电极材料喷射头中则喷射液状的电极材料，而在芯片制造装置用的生体有机物喷射头中则喷射生体有机物的溶液。
在如上所述的液体喷射头中，存在如下的液体喷射头，其具备：头单元，所述头单元具有成列设置有多个喷嘴的喷嘴形成面；固定部件，所述固定部件对该头单元进行固定，并且使喷嘴形成面上的喷嘴从被开设在固定部件上的露出开口部露出。此外，还存在以如下方式构成的构件，即，通过利用擦拭部件来对喷嘴形成面进行擦拭，从而防止残留于喷嘴形成面上的液体发生固化从而堵塞喷嘴的不良情况。另外，关于能够擦拭喷嘴形成面的液体喷射头，提出了如下想法(例如，参照专利文献1)，即，在喷嘴形成面与固定部件之间形成空洞部，并且将由擦拭部件擦拭掉的液体通过空洞部而向外部排出。
但是，在上述专利文献所记载的液体喷射头中，如果使用与以往相比粘度较高的液体，即使通过擦拭部件来擦拭了附着在喷嘴形成面上的液体，该液体也有可能停留在空洞部内。并且，当停留在空洞部内的液体发生固化而使空洞部堵塞时，在产生该堵塞后，通过擦拭部件而被擦拭掉的液体将无法进入空洞部内，从而积存在喷嘴形成面上，进而有可能产生从喷嘴喷射的液体(液滴)的飞射不良或喷嘴的堵塞(不能喷射液滴)。
专利文献1：日本特开2009-34830号公报
发明内容
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供一种即使在液体的粘度与以往相比增高的情况下也容易从喷嘴形成面上擦拭液体的、液体喷射头和液体喷射装置。
为了达成上述目的，本发明的液体喷射头的特征在于，具备：
头单元，其具有成列设置了多个用于喷射液体的喷嘴的喷嘴形成面，并通过擦拭部件而沿着所述喷嘴的成列设置方向对该喷嘴形成面进行擦拭；
固定部件，其对所述头单元进行固定，
所述固定部件具有固定板部，在所述固定板部上形成有使所述喷嘴形成面上的喷嘴露出的露出开口部，且所述固定板部以使喷嘴在该露出开口部内露出的状态，将上表面作为固定基准面而与喷嘴形成面相接合，
在所述露出开口部中的、所述擦拭部件的擦拭方向上的下游侧处形成有切口部，所述切口部将所述露出开口部朝向所述擦拭方向开放，从而使所述喷嘴形成面的边缘部露出。
根据本发明，即使在液体的粘度与以往相比增高的情况下，也容易从喷嘴形成面上擦拭液体。因此，能够抑制液体积存在喷嘴形成面上的不良情况。
此外，在上述结构中，优选以如下方式构成，即，所述固定部件由金属板材成形，并通过切除位于所述擦拭方向的下游侧的固定板部，从而形成所述切口部。
根据该结构，能够简单地制造出形成有切口部的固定部件。
此外，在上述结构中，优选采用如下的结构，即，所述固定部件将位于所述切口部的两侧的部分向与液体喷射方向的相反侧弯曲，并通过连结部而对该弯曲部彼此进行连结。
根据该结构，即使设置有切口部也难以使固定部件发生变形，从而能够将头单元固定在原设计的位置上。
此外，本发明的液体喷射装置的特征在于，具备上述任意一种结构的液体喷射头和所述擦拭部件。
附图说明
图1为对打印机的结构进行说明的立体图。
图2为记录头的立体图。
图3为记录头的分解立体图。
图4为记录头的剖视图。
图5为图4中的区域A的放大图。
图6为使喷嘴在露出开口部内露出的状态下的固定部件的仰视图。
图7为固定部件的立体图。
图8为沿图6中的B-B线的主要部分剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。另外，虽然在以下所说明的实施方式中，作为本发明的优选的具体示例而进行了各种限定，但是在以下的说明中只要未记载有对本发明进行特别限定的要旨，则本发明的范围并不局限于这些方式。此外，作为本发明的液体喷射装置，举喷墨式打印机1(本发明的液体喷射装置中的一种)为例来进行以下的说明。
图1为表示打印机1的结构的立体图。该打印机1具备滑架4，在所述滑架4上，安装有作为液体喷射头中的一种的喷墨式记录头2(以下，称为记录头)，并且以可装卸的方式安装有作为在内部贮留液体的液体贮留部件中的一种的墨盒3。在该滑架4的后部具有滑架移动机构6，所述滑架移动机构6使滑架4在记录纸5(记录介质及喷落对象中的一种)的纸宽方向、即主扫描方向上往复移动。此外，在记录动作时的记录头2的下方处，隔开间隔而具有压印板7。在该压印板7上，通过被设置在打印机1的后方的输送机构8，从而在与主扫描方向正交的副扫描方向上输送记录纸5。
滑架4以轴支承的状态被安装在架设于主扫描方向上的导杆9上，并且通过滑架移动机构6的动作，从而沿着导杆9在主扫描方向上进行移动。滑架4在主扫描方向上的位置由作为位置信息检测单元中的一种的线性编码器10来检测，并且将其检测信号、即编码器脉冲(位置信息中的一种)发送至打印机1的控制部。
此外，在滑架4的移动范围内的、与记录区域相比更靠外侧的端部区域内，设定有成为滑架4的扫描的基点的初始位置。在初始位置上，配置有封闭部件(压盖部件)11和擦拭部件(擦除部件)12，其中，所述封闭部件(压盖部件)11对后述的记录头2的喷嘴形成面(朝向记录纸5侧喷射油墨的面)2a进行封闭，所述擦拭部件(擦除部件)12向沿着副扫描方向的单向、即擦拭方向(在图1及图8中用箭头标记W表示的方向)进行移动，并对喷嘴形成面2a进行擦拭。并且，打印机1执行所谓的双向记录，即，在滑架4从该初始位置朝向相反侧的端部进行移动的前进运动时、和滑架4从相反侧的端部返回到初始位置侧的返回运动时的双向上，在记录纸5上记录文字或图像等。
另外，封闭部件11为，在与记录头2的喷嘴形成面2a对置的上表面侧开口的托盘状的部件，且由例如弹性体或橡胶等的弹性材料制成。并且，被构成为，能够相对于位于初始位置处的记录头2的喷嘴形成面2a而进退。而且，封闭部件11的内部空间被构成为，连通于未图示的抽吸泵等的抽吸单元，并通过在压盖状态(对喷嘴形成面2a的封闭状态)下使抽吸单元动作，从而使所述封闭部件11的内部空间负压化。此外，擦拭部件12为，沿着主扫描方向延伸且上端部能够与喷嘴形成面2a接触的、竖起板状的部件，并且由例如弹性体或橡胶等的弹性材料制成。并且被构成为，擦拭部件12在使上端部接触到了喷嘴形成面2a的上升状态下，向擦拭方向W进行移动，从而能够对喷嘴形成面2a进行擦拭，并且在非动作时，以下降了的状态而静止。
接下来，对记录头2进行说明。
图2为本实施方式的记录头2的立体图，图3为记录头2的分解立体图，图4为记录头2的剖视图。此外，图5为图4中的区域A的放大图。本实施方式中的记录头2由托架14、头单元15以及固定部件16构成。此外，在记录头2上沿着主扫描方向以隔开间隔的方式并排设置有多个(在本实施方式中为四个)头单元15。
托架14由墨盒安装部18和头连接部19构成，其中，在所述墨盒安装部18上安装有墨盒3，且所述头连接部19在墨盒安装部18的下方处与头单元15相连接。在墨盒安装部18上，朝向上方(墨盒3侧)突出设置有多个液体导入针20。此外，如图4等所示，在托架14的内部形成有液体导入流道21，所述液体导入流道21从液体导入针20起通过墨盒安装部18的内部向头连接部19的下表面开口。并且，如果将墨盒3安装在记录头2上，则液体导入针20将被插入到墨盒3的内部。由此，来自墨盒3的油墨通过液体导入流道21而被导入至头单元15侧。此外，在头连接部19的下端处，通过粘合剂24而接合有头单元15。
接下来，对头单元15进行说明。
如图5所示，头单元15具备流道基板28、喷嘴板29、压电元件30、保护基板31、可塑性基板32以及头外壳33。
流道基板28由沿着副扫描方向呈长条状的硅单晶基板构成，且形成有两个沿着长度方向呈细长状的连通部35。在这两个连通部35所夹的区域内，以在副扫描方向(换言之，为下文叙述的喷嘴38的成列设置方向)上排列的状态，针对于每个连通部35而形成有多个压力室36，从而形成共计两列压力室36。各压力室36经由油墨供给通道37而连通于连通部35，所述油墨供给通道37以与压力室36相比较窄的宽度而形成。
在流道基板28的下表面(与压电元件30相反侧的表面)上，经由粘合剂或热熔敷薄膜等而粘着有喷嘴板29。喷嘴板29由不锈钢(SUS)或硅单晶等形成，且贯穿设置有多个喷嘴38，所述喷嘴38连通于各压力室36的与油墨供给通道37的相反侧。这些喷嘴38例如构成以360dpi的间距沿着副扫描方向及擦拭方向W被成列设置的喷嘴列。另外，喷嘴板29的下表面作为喷嘴形成面2a而与记录纸5对置。此外，喷嘴形成面2a由沿着喷嘴列方向进行移动的擦拭部件12来擦拭。
在流道基板28的上表面(与喷嘴板29相反侧的表面)上，层叠有弹性膜40。在该弹性膜40上，以与各个压力室36对置的状态并排设置有两列压电元件30，所述压电元件30例如由下电极膜、压电体层及上电极膜依次层叠而成。在该压电元件30的一侧(中央侧)的端部上，连接有与上电极膜导通的引线电极(未图示)的一端。该引线电极的另一端在绝缘体膜上向头单元15的中央部侧延伸，并与柔性电缆41的一端电连接。另外，柔性电缆41的另一端与未图示的控制部相连接。
此外，在弹性膜40上接合有保护基板31，所述保护基板31在与压电元件30对置的区域内具有压电元件保持空间42，所述压电元件保持空间42为，不阻碍压电元件30的位移这样大小的空间。在该保护基板31上，在与连通部35对置的位置处设置有两个贯穿于厚度方向的长条的贮液部43，并且在保护基板31的中央部处设置有能够连接柔性电缆41和引线电极的配置空间45。另外，贮液部43与各连通部35相连通，从而构成向压力室36供给油墨的贮液器(共同液室)44。
可塑性基板32为，将具有可挠性的封闭膜46、和由金属等的硬质的部件构成的固定基板47层叠而成的基板，且被接合在保护基板31的上侧(与流道基板28的相反侧)。在该可塑性基板32上，于厚度方向上贯穿形成有油墨导入口48，该油墨导入口48将油墨导入至贮液器44。此外，可塑性基板32的、与贮液器44对置的区域中的除油墨导入口48以外的区域成为封闭部49，所述封闭部49仅由去除了固定基板47后的封闭膜46构成。由此，贮液器44通过具有可挠性的封闭部49而被封闭，从而获得可塑性。
头外壳33为，被接合在可塑性基板32的上侧(与保护基板31的相反侧)的中空箱体状部件。在头外壳33的内部，于其高度方向上贯穿形成有与保护基板31的配置空间45相连通的插穿空间50、以及外壳流道51。在该插穿空间50内插穿有柔性电缆41。外壳流道51为，用于向贮液器44供给来自托架14侧的油墨的流道，其上端连通于液体导入流道21，下端连通于油墨导入口48。另外，在液体导入流道21与外壳流道51之间的连通部分的周围填充有粘合剂24，由此而密封了液体导入流道21与外壳流道51之间的连通部分。此外，在头外壳33的下表面中的、与封闭部49对置的部分处，具备不阻碍封闭膜46的可挠变形这样的封闭空间。
以这种方式构成的头单元15，使来自墨盒3的油墨通过液体导入流道21而进入外壳流道51内。进入至外壳流道51内的油墨经由贮液器44、油墨供给通道37而向压力室36被供给。并且，头单元15通过驱动压电元件30，从而使压力室36内的油墨产生压力变动，并且通过利用该压力变动，从而从喷嘴38喷射油墨。
接下来，对固定部件16进行说明。
图6为在使喷嘴38露出的状态下的固定部件16的仰视图，图7为固定部件16的立体图，图8为图6中的B-B线的主要部分剖视图。
固定部件16为，固定有多个(在本实施方式中为四个)头单元15，并对头单元15彼此之间的相对位置进行定位的部件，并且通过将金属板材(详细而言为不锈钢板)折弯而成形。如果具体地进行说明，则如图6及图7所示，固定部件16具有下表面与记录纸5相对置的矩形形状的固定板部53，并且将该固定板部53的上表面作为与头单元15的固定基准面，通过粘合剂54而使之与喷嘴形成面2a相接合(参照图4及图5)。此外，在固定板部53上，以沿着头单元15的并排设置方向(即主扫描方向)排列的状态而开设有多个(在本实施方式中为四个)露出开口部55，所述露出开口部55使与固定基准面相接合的喷嘴形成面2a露出。另外，各露出开口部55为，贯穿于固定板部53的厚度方向、且沿着喷嘴列方向而呈长条状的矩形的开口部，并且被设定为至少能够使被形成于喷嘴形成面2a上的喷嘴列的整体露出的大小(参照图6)。此外，在固定板部53的边缘处，形成有向上方的托架14侧弯曲了的侧壁部56，且该侧壁部56与头单元15的侧表面经由粘合剂54而相接合。并且，在侧壁部56上连接有未图示的电路基板的地电极、或与电路基板的地电极相连接的板金等，从而将固定部件16与大地导通(接地)(参照图4及图5)，由此而构成为，能够将从喷嘴形成面2a进入的静电向大地放出，从而保护被安装在柔性电缆41上的电路等。
并且，如图7及图8所示，在露出开口部55中的、擦拭部件12的擦拭方向W的下游侧(图8中为左侧)处，通过将固定板部53及位于擦拭方向W的下游侧的侧壁部56切除，从而形成有切口部58，通过该切口部58而使露出开口部55朝向擦拭方向W开放，从而使喷嘴形成面2a的边缘部从该切口部58露出。此外，固定部件16将位于切口部58的两侧的部分向与液体喷射方向(朝向记录纸5侧的方向)的相反侧(上侧)进行弯曲，并通过作为侧壁部56的上边缘部的、连结部59而对该被弯曲的部分彼此进行连结。而且，连结部59位于与喷嘴形成面2a相比更靠上方的托架14侧的位置处，并经由粘合剂54而与头单元15的侧表面相接合。
在具备这种结构的固定部件16的记录头2中，在露出开口部55中的、擦拭部件12的擦拭方向W的下游侧处，不存在由于固定板部53的板厚而在露出开口部55的开口边缘处产生的阶梯部分(详细而言，为面向擦拭方向W的上游侧的阶梯部分)。因此，在使擦拭部件12在其上端部与喷嘴形成面2a接触的状态下向擦拭方向W进行移动，并对喷嘴形成面2a进行擦拭之后，该擦拭部件12能够在不刮到任何部位的情况下顺利地通过从切口部58露出的喷嘴形成面2a的边缘部，从而能够从喷嘴形成面2a上擦去油墨。因此，即使在油墨的粘度与以往相比增高的情况下，也容易从喷嘴形成面2a上擦拭油墨。从这一点来看，能够抑制油墨积存在喷嘴形成面2a上的不良情况。
而且，由于通过连结部59来对位于切口部58的两侧的弯曲部分进行了连结，因此即使设置有切口部58也难以使固定部件16发生变形，从而能够将头单元15固定在原设计的位置上。此外，由于固定部件16由金属板材成形，且通过将位于擦拭方向W的下游侧的固定板部53切除从而形成切口部58，因此能够简单地制造形成有切口部58的固定部件16。
另外，虽然在上述实施方式中，例示了通过使金属板材弯曲等方式而制造的固定部件，但是本发明并不限于此。例如，也可以将以开设了露出开口部及切口部的状态被注塑成型的合成树脂制的固定部件应用于记录头(液体喷射头)中。而且，虽然在上述实施方式中，作为压力产生单元而例示了所谓挠曲振动型的压电元件，但是并不限于此，例如还可以采用所谓纵振动型的压电元件。此外，还可以将本发明应用于如下的结构中，即，采用了通过发热来产生气泡从而产生压力变动的发热元件、或通过静电力来使压力室的动作面产生位移从而产生压力变动的静电致动器等的压力产生单元的结构。
此外，本发明只要为如下的液体喷射头和液体喷射装置，则并不限定于打印机，而也可以应用于绘图仪、传真装置、复印机等各种喷墨式记录装置，或者记录装置以外的液体喷射装置、例如显示器制造装置、电极制造装置、芯片制造装置等，其中，所述液体喷射头具备：头单元，其通过擦拭部件而沿着喷嘴的成列设置方向对喷嘴形成面进行擦拭；固定部件，其由板材成形，并对头单元进行固定，所述液体喷射装置具备所述液体喷射头和所述擦拭部件。
符号说明
1…打印机；2…记录头；2a…喷嘴形成面；14…托架；15…头单元；16…固定部件；18…墨盒安装部；19…头连接部；20…液体导入针；21…液体导入流道；28…流道基板；29…喷嘴板；30…压电元件；33…头外壳；36…压力室；38…喷嘴；53…固定板部；55…露出开口部；56…侧壁部；58…切口部；59…连结部。

Claims (4)

1.一种液体喷射头，其特征在于，具备：
头单元，其具有成列设置了多个用于喷射液体的喷嘴的喷嘴形成面，并通过擦拭部件而沿着所述喷嘴的成列设置方向对该喷嘴形成面进行擦拭；
固定部件，其对所述头单元进行固定，
所述固定部件具有固定板部，在所述固定板部上，形成有使所述喷嘴形成面上的喷嘴露出的露出开口部，且所述固定板部以使喷嘴在该露出开口部内露出的状态，将上表面作为固定基准面而与喷嘴形成面相接合，
在所述露出开口部中的、所述擦拭部件的擦拭方向的下游侧处形成有切口部，所述切口部将所述露出开口部朝向所述擦拭方向开放，从而使所述喷嘴形成面的边缘部露出。
2.如权利要求1所述的液体喷射头，其特征在于，
所述固定部件由金属板材成形，并通过切除位于所述擦拭方向的下游侧的固定板部，从而形成所述切口部。
3.如权利要求1或权利要求2所述的液体喷射头，其特征在于，
所述固定部件将位于所述切口部的两侧的部分向与液体喷射方向的相反侧弯曲，并通过连结部而对该被弯曲的部分彼此进行连结。
4.一种液体喷射装置，其特征在于，具备权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的液体喷射头和所述擦拭部件。
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