CN103342051B - 液体喷射头和液体喷射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液体喷射头和液体喷射装置,其能够防止液体喷射时的干扰。所述记录头具备:压力室基板(15),其通过隔壁而划分出多个与喷嘴(23)连通的压力室(20);压电元件(18),其使压力室内的油墨产生压力变动;喷嘴形成基板(15),其通过粘合剂而被接合在压力室基板上,从而构成压力室的底部,通过驱动压电元件而使压力室产生压力变动,从而从喷嘴喷射压缩率大于水的压缩率的有机溶剂系油墨,当将压力室并排设置方向上的所述压力室的宽度设定为W,并将从所述隔壁的下端部与所述底部件之间向压力室侧漏出并在由所述隔壁和所述底部件构成的拐角部处发生了固化的状态下的粘合剂的、压力室并排设置方向上的宽度设定为L时,满足0.05≤L/W≤0.3。
Description
技术领域
本发明涉及一种被搭载于喷墨式记录装置等液体喷射装置上的液体喷射头、以及搭载有该液体喷射头的液体喷射装置,尤其涉及一种如下的液体喷射头和液体喷射装置,所述液体喷射头通过使构成与喷嘴连通的压力室的一部分的动作面发生变形,以使该压力室内的液体产生压力变动,从而从喷嘴喷射液体。
背景技术
液体喷射装置为如下的装置,即,具备能够以液滴的形式从喷射头喷射液体的液体喷射头,并从该液体喷射头喷射各种液体。作为该液体喷射装置的代表性的装置,例如可以列举出如下的喷墨式记录装置(打印机)等图像记录装置,所述喷墨式记录装置具备喷墨式记录头(以下,称为记录头),并且使液体状的油墨以液滴的形式从该记录头的喷嘴被喷射,从而实施记录。除此之外,还将液体喷射装置用于对液晶显示器等的滤色器中所使用的颜色材料、有机EL(Electro Luminescence,电致发光)显示器中所使用的有机材料、电极形成中所使用的电极材料等各个种类的液体的喷射中。并且,在图像记录装置用的记录头中喷射液状的油墨,而在显示器制造装置用的颜色材料喷射头中喷射R(Red,红)、G(Green,绿)、B(Blue,蓝)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喷射液状的电极材料,在芯片制造装置用的生物体有机物喷射头中喷射生物体有机物的溶液。
被搭载于上述打印机上的记录头中,存在以如下方式构成的记录头,即,向压力室(压力产生室)中导入来自墨盒等油墨供给源的油墨,并通过使压电元件或发热元件等压力产生单元进行动作,从而使压力室内的油墨产生压力变动,并且利用该压力变动,而将压力室内的油墨以油墨滴的形式从喷嘴喷射出(例如,参照专利文献1)。在这种记录头中,为了应对记录图像的画质提高,以高密度(例如,与360dpi相对应的间距)而设置多个喷嘴。由此,与各个喷嘴连通的压力室也以高密度被形成,其结果为,具有如下的趋势,即,对相邻的压力室或其他的流道彼此进行划分的隔壁变得非常薄。
在此,例如在从某个喷嘴喷射油墨时,随着由压力产生单元的驱动而产生的压力室内的油墨的压力变动,隔壁有可能向相邻的压力室侧发生位移。关于这一点,在通过粘合剂而将形成了压力室的基板、和被层叠在该基板上从而构成压力室的底部的部件、例如喷嘴板接合在一起的结构中,根据所使用的油墨,有时会使粘合剂溶胀,从而使接合力降低。此时,压力室的隔壁的下端的固定力将下降。并且,在从喷嘴喷射油墨之际压力室内产生了压力变动时,由于该压力而使隔壁变得更加容易发生位移,从而产生与该位移相对应的量的压力损失,进而有可能发生油墨滴的飞射速度的降低或油墨滴量的减少等、油墨滴的喷射特性发生变化的干扰。即,在从邻接的多个喷嘴同时喷射油墨的情况下(全部工作时)、与在从一个喷嘴单独(不同时从邻接的喷嘴喷射油墨的状态)喷射油墨的情况下(一个工作时),油墨的量或飞射速度等喷射特性将发生变动。
近年来,有时将液体喷射头用于喷射与现有的水系油墨相比提高了耐气候性的有机溶剂系(溶剂系)油墨的用途中。该有机溶剂系的油墨与水系油墨相比,容易导致粘合剂的溶胀。此外,该有机溶剂系油墨的压缩率(表示当在一定的温度下施加1[Pa]的压力时,相对于原来的体积发生多大程度的变化的量),与相同的环境条件下(温度及气压)的水或者水系油墨的压缩率相比较大。在喷射这种与水相比压缩率较大的油墨的用途中,存在如下的问题,即,上述的干扰的恶化将变得更加显著。即,在如上文所述通过在压力室内提高压力而使该压力作用于隔壁上的情况下,当邻接的压力室内所填充的油墨为有机溶剂系时,该有机溶剂系油墨对隔壁的反力与水系的油墨相比减小。因此,隔壁更容易向邻接的压力室侧发生位移(变形),其结果为,导致干扰恶化。
另外,这种问题不仅存在于搭载有喷射油墨的记录头的喷墨式记录装置中,在通过压力产生单元的驱动而使压力室内的液体产生压力变动从而从喷嘴喷射液体的、其他的液体喷射头及液体喷射装置中也同样存在。
专利文献1:日本特开2011-194783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,提供一种能够抑制液体喷射时的干扰的液体喷射头和液体喷射装置。
本发明的液体喷射头是为了达成上述目的而提出的,其特征在于,具备:压力室基板,其通过隔壁而划分出多个与喷嘴连通的压力室;压力产生单元,其使所述压力室内的液体产生压力变动;底部件,其通过粘合剂而被接合在所述压力室基板上,从而构成所述压力室的底部,通过驱动所述压力产生单元,以使所述压力室产生压力变动,从而从所述喷嘴喷射压缩率大于水的压缩率的液体,当将压力室并排设置方向上的、所述压力室的宽度设定为W,并将从所述隔壁的下端部与所述底部件之间向压力室侧漏出并固化了的状态下的粘合剂的、压力室并排设置方向上的宽度设定为L时,满足下式,即,0.05≤L/W≤0.3。
根据本发明,由于当将从隔壁的下端部与底部件之间向压力室侧漏出并在由隔壁和底部件构成的拐角部处发生了固化的状态下的粘合剂的、压力室并排设置方向上的宽度设定为L时,满足0.05≤L/W≤0.3,从而能够在防止由粘合剂的流出而导致的不良情况、即粘合剂限制压力产生单元的动作等的不良情况的同时,提高隔壁的下端部与底部件之间的接合强度。因此,抑制了在驱动压力产生单元,从而使压力室内产生压力变动以从喷嘴喷射液体时,隔壁发生位移的情况。由此,减少了液体喷射时的压力损失,从而抑制了邻接的喷嘴间的干扰。即,抑制了喷射特性(从喷嘴喷射的液体的量或飞射速度)的变动。
此外,本发明的特征在于,在上述结构中,当将压力室并排设置方向上的、所述隔壁的宽度设定为D,并将所述压力室基板与底部件的层叠方向上的、所述压力室的高度设定为H时,满足下式,即,3.8<H/D≤9.0。
根据本发明,在充分地确保了液体的喷射量的同时,提高了隔壁自身的强度。由此,更加切实地抑制了干扰。
此外,在上述结构中,优选为,满足0.7<H/W≤1.6。
此外,在上述结构中,优选为采用如下结构,即,所述液体为以有机溶剂为溶剂的液体,并且在40℃的环境下被浸渍在所述液体中100小时的状态下的、所述粘合剂的溶胀率在10%以下。
根据该结构,通过使被浸渍在液体中的状态下的、粘合剂的溶胀率处于10%以下,从而抑制了粘合剂的溶胀,由此进一步抑制了隔壁的下端部与底部件之间的粘合强度的降低。由此,有助于对上述干扰的抑制。
此外,在上述结构中,优选采用如下的结构,即,所述粘合剂为,在环氧系粘合剂中混合了重量百分比5%以上且重量百分比10%以下的二氧化硅所得到的粘合剂。
根据该结构,由于混合有二氧化硅的粘合剂的情况与未混合二氧化硅的情况相比提高了粘性,因此能够更加切实地抑制由粘合剂的流出而导致的不良情况。
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。
附图说明
图1为说明打印机的结构的立体图。
图2为说明记录头的结构的图。
图3为记录头的主要部分的放大剖视图。
图4为表示改变了粘合剂的溢出宽度与压力室的宽度之比时的、干扰率和粘合剂的流出的变化的表。
图5为表示改变了压力室的高度与隔壁的厚度之比时的、干扰率变化的曲线图。
图6为表示改变了压力室的高度与压力室的宽度之比时的、干扰率变化的曲线图。
具体实施方式
下面,参照附图,对用于实施本发明的方式进行说明。另外,虽然在以下所述的实施方式中,作为本发明的优选的具体示例而进行了种种限定,但是在以下的说明中,只要不存在对本发明进行特别限定的记载,则本发明的范围并不被限定于这些方式。此外,在下文中,作为本发明的液体喷射装置,举出搭载有作为液体喷射头的一种的记录头2的喷墨式记录装置(以下为打印机1)为例而进行说明。
图1为表示打印机1的结构的立体图。该打印机1安装有记录头2,且具备:滑架4,其以可拆装的方式安装有作为液体供给源的一种的墨盒3;压印板5,其被设置在记录动作时的记录头2的下方;滑架移动机构7,其使滑架4在记录纸6(记录介质及喷落对象的一种)的纸宽方向、即主扫描方向上往复移动;送纸机构8,其在与主扫描方向正交的副扫描方向上对记录纸6进行输送。
滑架4被构成为,以轴支承的状态被安装在架设于主扫描方向上的引导杆9上,并且通过滑架移动机构7的动作,而沿着引导杆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通过线性编码器10而被检测,并且其检测信号、即编码器脉冲被发送至未图示的打印机控制器。线性编码器10为位置信息输出单元的一种,并且将与记录头2的扫描位置相对应的编码器脉冲作为主扫描方向上的位置信息而输出。
在滑架4的移动范围内的、与记录区域相比靠外侧的端部区域内,设定有成为滑架的扫描的基点的初始位置。在本实施方式中的初始位置处,配置有对记录头2的喷嘴形成面(喷嘴形成基板15,参照图2)进行封闭的压盖部件11、和用于擦拭喷嘴形成面的擦拭部件12。并且,打印机1被构成为能够执行如下所谓的双方向记录,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方向上,于记录纸6上记录文字或图像等。
图2为表示本实施方式的记录头2的结构的图,(a)为记录头2的俯视图,(b)为沿(a)中的A-A′线的剖视图,(c)为沿(a)中的B-B′线的剖视图。另外,在图2(c)中省略了保护基板19的图示。此外,虽然在图2中例示了与四个喷嘴相对应的量的结构,但与剩余的其他喷嘴相对应的结构也相同。本实施方式中的记录头2通过对压力室基板14、喷嘴形成基板15、弹性体膜16、绝缘体膜17、压电元件18及保护基板19等进行层叠而构成。
压力室基板14例如为由硅单晶基板构成的板材。在该压力室基板14上,多个压力室20于其宽度方向(喷嘴列方向(第一方向))上以中间夹着隔壁37的方式而并排设置。在本实施方式中,每一英寸形成有360个的压力室20。并且,压力室20的高度(隔壁37的高度)H和隔壁37的厚度D被设定为,在油墨的喷射效率(每单位时间内的油墨的喷射量)不会降低的范围内,二者之比H/D处于9.0以下。此外,压力室20的宽度(压力室并排设置方向上的内部尺寸)W被设定为,在油墨的喷射效率不会降低的范围内,压力室20的高度H与压力室20的宽度W之比H/W处于1.6以下。另外,对于这些关系,将在下文中进行说明。此外,油墨的喷射效率不会降低的范围是指,在通过施加预定的电压而驱动该压电元件18时,每单位时间内从喷嘴23喷射的油墨的量处于按照打印机1的规格而被假定的公差内。
在压力室基板14中,于偏离到压力室20的长度方向(与喷嘴列方向正交的方向)上的、与喷嘴23连通的一侧的相反侧的外侧的区域内,形成有连通部21,并且连通部21和各个压力室20经由针对于每个压力室20而设置的油墨供给通道22而被连通。另外,连通部21与后述的保护基板19上的贮液部29连通,从而构成了成为各个压力室20的共用的油墨室的贮液器30的一部分。油墨供给通道22以与压力室20相比较窄的宽度而形成,从而对从连通部21向压力室20中流入的油墨施加流道阻力。压力室基板14上的这些压力室20以及油墨供给流道22等流道通过各向异性蚀刻而形成。
在压力室基板14的下表面上,通过粘合剂40而接合有喷嘴形成基板15,在所述喷嘴形成基板15上,与各个压力室20相对应而以列状开设有多个喷嘴23。由此,压力室20的下表面侧的开口通过喷嘴形成基板15而被封闭,从而构成了压力室20的底部。即,本实施方式中的喷嘴形成基板15作为本发明中的底部件而发挥功能。对于压力室基板14与喷嘴形成基板15之间的接合,将在下文中进行说明。在压力室基板14的上表面上,形成有例如由二氧化硅(SiO2)构成的弹性膜16。该弹性膜16中的、对压力室20的开口进行封闭的部分,作为动作面而发挥功能。此外,在该弹性膜16上形成有由氧化锆(ZrO2)构成的绝缘体膜17,而且在该绝缘体膜17上形成有下电极24、压电体25、上电极26,这些构件以层叠状态而构成了压电元件18(压力产生单元的一种)。
通常情况下,通过将压电元件18的某一个电极设定为共用电极,并且针对于每个压力室20而对其他电极(正极或个别电极)以及压电体25进行图案形成而构成。并且,将由通过图案形成而形成的某一个电极以及压电体25构成、且通过向两个电极施加电压从而产生压电变形的部分,称为压电体有源部。另外,虽然在本实施方式中,下电极24被设定为压电元件18的共用电极,且上电极26被设定为压电元件18的独立电极,但也可以根据压电体25的极化方向、驱动电路、配线的情况等,而采用使上述电极整体上相反的结构。无论在何种情况下,均针对于每个压力室20而形成压电体有源部。此外,在这种各个压电元件18的上电极26上,分别连接有例如由金(Au)等构成的引线电极27。
在压力室基板14上的压电元件18侧的表面上接合有保护基板19,所述保护基板19在与压电元件18对置的区域内具有成为不妨碍压电元件18的位移的程度的大小的空间的压电元件保持部28。而且,在保护基板19上,于与压力室基板14上的连通部21相对应的区域内设置有贮液部29。该贮液部29作为具有以压力室20的并排设置方向为长边的矩形的开口形状的贯穿孔,而被形成在保护基板19上,并且如上文所述与压力室基板14上的连通部21相连通而构成了贮液器30。该贮液器30针对于油墨的每个种类(每个颜色)而设置,并且贮留有多个压力室20共用的油墨。
此外,在保护基板19的、压电元件保持部28与贮液部29之间的区域内,设置有于厚度方向上贯穿保护基板19的贯穿孔31,并且在该贯穿孔31内,露出有绝缘体膜17的一部分及引线电极27的顶端部。在保护基板19上,接合有由封闭膜32及固定板33构成的可塑性基板34。封闭膜32由具有可挠性的材料(例如,聚苯硫醚薄膜)构成,并且通过该封闭膜32而使贮液部29的一侧表面被封闭。此外,固定板33由金属等硬质的材料(例如,不锈钢等)形成。该固定板33的、与贮液器30对置的区域构成在厚度方向上贯穿的开口部35。因此,贮液器30的一侧表面仅通过具有可挠性的封闭膜32而被封闭。
在上述结构的记录头2中,从墨盒等油墨供给单元汲取油墨,并使油墨从贮液器30注满至喷嘴23。并且,通过来自打印机主体侧的驱动信号的供给,而向对应于压力室20的各个下电极24与上电极26之间施加与两个电极的电位差相对应的电场,而使压电元件18和动作面(弹性膜16)发生挠曲变形,从而使压力室20内产生压力变动。通过对该压力变动进行控制,从而从喷嘴23喷射油墨,或者,以不喷射油墨的程度使喷嘴23中的弯液面产生微振动。
在此,在上述记录头2中,以喷射有机溶剂系的油墨为前提,实施对由该有机溶剂系油墨所引起的干扰进行抑制的对策。具体而言,通过使将压力室基板14和喷嘴形成基板15接合在一起的粘合剂40,以从隔壁37的下端部与喷嘴形成基板15之间向压力室20侧主动地漏出(溢出)的状态而发生固化,从而提高隔壁37的下端部与喷嘴形成基板15之间的接合强度。详细而言,粘合剂40的涂布量被调节为,如图3所示,当将压力室20在压力室并排设置方向上(喷嘴列方向)的内部尺寸设定为W,并将从隔壁37的下端部与喷嘴形成基板15之间向压力室20侧流出并在由隔壁37和喷嘴形成基板15所构成的拐角部处发生了固化的状态下的粘合剂40的、压力室并排设置方向上的宽度(以下,适当地称为溢出宽度)设定为L时,溢出宽度L与压力室20的宽度W之比满足下式(1)。
0.05≤L/W≤0.3…(1)
另外,粘合剂40的溢出宽度L表示,于压力室20的宽度方向两侧产生的粘合剂40的溢出中的单侧量的宽度。此外,虽然本发明着眼于压力室20的宽度方向两侧的粘合剂40的溢出宽度,但在压力室20的长度方向两侧也同样产生粘合剂40的溢出。
关于上述的粘合剂40,使用了在作为主成分的环氧系粘合剂中混合了重量百分比5%以上且重量百分比10%以下的二氧化硅(SiO2)所得到的粘合剂。通过将该粘合剂40使用于压力室基板14与喷嘴形成基板15之间的接合,从而能够提高对有机溶剂系油墨的耐受性。具体而言,能够使在一定温度下、例如40℃下将该粘合剂40浸渍在有机溶剂系油墨中100小时时的溶胀率处于10%以下。在此,在将上述状态下的粘合剂40的初始重量设定为Wt,并将经过一定时间后的重量设定为Wt′时,溶胀率用下式(2)来表示。
{(Wt′-Wt)/Wt}×100[%]…(2)
另外,当溶胀率超过10%时,由于隔壁37的下端部与喷嘴形成基板15之间的接合力将降低,隔壁37在受到了压力时容易产生位移,因此干扰的恶化将变得显著。
在本实施方式中,在压力室基板14的上表面(与喷嘴形成基板15的接合面的相反侧的表面)上形成了弹性膜16、绝缘体膜17以及压电元件18,并通过蚀刻处理而在该压力室基板14上形成了压力室20和连通部21等流道之后,通过薄膜转印而在该压力室基板14的下表面上涂布粘合剂40。在此,关于粘合剂40,由于在未添加二氧化硅的情况下,发挥了耐油墨性,但流动性与现有的粘合剂相比较高,所以存在如下的缺点,即,容易产生向需要粘合剂的部位以外的区域的流出。与此相对,在采用混合有二氧化硅的粘合剂40的情况下,与未混合二氧化硅的情况相比提高了粘性,从而能够抑制上述的流出。并且,通过粘合剂40而将喷嘴形成基板15以进行了定位的状态接合在压力室基板14的下表面上。粘合剂40向压力室20侧的溢出量能够通过转印到压力室基板14上的粘合剂40的量、和对该粘合剂40进行干燥时通过夹具等而使载荷作用于压力室基板14与喷嘴形成基板15之间时的该载荷的大小而进行控制。
如此,当通过上述粘合剂40而对压力室基板14和喷嘴形成面15进行接合时,通过使粘合剂40以从隔壁37的下端部与喷嘴形成面15之间向压力室侧20侧主动地漏出的状态而进行固化,从而能够提高隔壁37的下端部与喷嘴形成面15之间的接合强度。因此,即使在驱动压电元件18,从而提高压力室20内的压力以从喷嘴23喷射油墨的情况下,也能够抑制隔壁37的变形及位移。由此,减少了喷射油墨时的压力损失,且抑制了邻接的喷嘴间的干扰。即,能够抑制油墨喷射特性(从喷嘴23喷射的油墨的量和飞射速度)的变动。
图4为表示改变了溢出宽度L与压力室20的宽度W之比时的、干扰率和粘合剂40的流出的变化的表。此外,该图图示了在打印机1的使用上被假定的装置内温度(例如,40℃)下的实验结果。在此,干扰(CT)率是指,用从邻接的多个喷嘴23同时喷射油墨时(全部工作时)的油墨的飞射速度Vm1、与从一个喷嘴23单独喷射油墨时(一个工作时)的油墨飞射速度Vm2的比率来表示的、喷射特性的变化的程度,并且用下式(3)来表示。
CT率=(1-Vm2/Vm1)×100[%]…(3)
例如,当Vm1=10[m/s]、Vm2=8[m/s]时,干扰率成为20%。在打印机1中,当在记录介质上记录图像等时,要求该干扰率至少在40%以下,优选在30%以下。其理由为,当干扰率超过40%时,从喷嘴23喷射出的油墨在记录介质上的喷落位置的偏移(自作为目标的喷落位置的偏移)变得显著,从而在记录图像等中如所谓的粒状感等这种视觉上的粗糙度较为显著。此外,由于在通常情况下,通过粘合剂而进行接合的接合强度容易产生不均,因此相对于干扰率40%而留有富余。即,L/W的下限值以干扰率30%为基准而进行计算。另外,干扰率也可以用全部工作时与一个工作时的油墨重量Iw的比来进行表示。
此外,粘合剂40的“流出”是指,当粘合剂40以超出所需的程度向压力室20侧溢出时,该溢出的粘合剂40向所需以外的部分流出的现象,尤其是通过表面张力而沿着隔壁37向弹性膜16侧移动的现象。尤其在压力室20的隔壁37彼此交叉的部分处,容易因毛细管力而产生粘合剂40的流出。并且,当粘合剂40到达至弹性膜16上并发生固化时,该粘合剂40将对压电元件18(以及弹性膜16)的位移造成限制,从而有可能导致油墨的喷射发生不良情况。在图4中,将没有发生上述的流出的状态设定为◎,将虽然发生了流出但未到达至弹性膜16上的状态设定为○,将发生了流出且粘合剂40到达至弹性膜16上并且油墨喷射的不良情况较轻微(所喷射的油墨量的变动或喷落位置的偏移在容许范围内)的状态设定为△,将粘合剂40到达至弹性膜16上并且油墨的喷射发生了显著的不良情况(从喷嘴23中不喷射油墨、或者即使喷射油墨,油墨量的变动或喷落位置的偏移也超过了容许范围等不良情况)的情况设定为×。
如图4所示,当溢出宽度L与压力室20的宽度W之比满足上述式(1)时,干扰率被抑制在20%以上且30%以内,并且粘合剂40的流出也成为“◎”或者“○”,从而能够同时实现对干扰的抑制和对粘合剂的流出的抑制。与此相对,当L/W小于0.05时,虽然粘合剂40的流出被抑制,但导致干扰率超过30%,当考虑到富余时,则不适合。此外,当L/W超过了0.3时,虽然能够将干扰率抑制在20%,但发生粘合剂40的流出,从而判断为不适合。
接下来,对压力室20的高度H、压力室20的宽度W以及隔壁37的厚度D之间的相互关系进行说明。
首先,对压力室20的高度H与隔壁37的厚度D之间的关系进行说明。压力室20的高度H与隔壁37的厚度D之比被设定为,满足下式(4)。
3.8<H/D≤9.0…(4)
图5为,对改变了压力室20的高度H与隔壁37的厚度D之比时的干扰率变化进行图示的曲线图。图5中所示的曲线图的横轴表示H/D,纵轴表示CT率(参照式(3))。此外,图5中所示的曲线图中的方形的点表示实验值,虚线表示从该实验值计算出的近似曲线。另外,在实验中,将溢出宽度L与压力室20的宽度W之比L/W设定为0.05。
如图5所示,可知当H/D变得大于9.0时,干扰率将超过40%。如上文所述,当干扰率超过40%时,从喷嘴23喷射出的油墨在记录介质上的喷落位置的偏移将变得显著,从而导致在记录图像等中如所谓的粒状感等这种视觉上的粗糙度较为显著。因此,优选为,将干扰率抑制在40%以下。在此,因为压力室20和隔壁37通过各向异性蚀刻而形成,所以压力室20的高度H和隔壁37的厚度D的偏差较小,隔壁37自身的强度的偏差也较小。因此,不需要如上述的L/W的下限值那样相对于干扰率而留出富余,从而H/D的上限值以干扰率40%为基准来计算。
此外,如图5所示,可知H/D越减小,干扰率越趋于被改善。但是,通过实验可知,当H/D处于3.8以下时,压力室20的容积将减小,从而每单位时间内从喷嘴23喷射的油墨的量、即油墨的喷射效率将降低。因此,将H/D设定在3.8以下的情况不为优选。
即,通过在上述(1)式的基础上,将压力室20的高度H与隔壁37的厚度D之比设定为满足式(4),从而能够在充分地确保油墨的喷射量的同时,提高隔壁37自身的强度。其结果为,能够更加切实地抑制干扰。
另外,当喷嘴列方向上的喷嘴间的间距相同时,如果隔壁37的厚度D增厚,则压力室20的宽度W相对地缩窄。当着眼于压力室20的高度H与该压力室20的宽度W之比时,将该比设定为满足下式(5)。
0.7<H/W≤1.6…(5)。
图6为,对改变了压力室20的高度H与压力室20的宽度W之比时的干扰率变化进行图示的曲线图。图6所示的曲线图的横轴表示H/W,纵轴表示CT率(参照式(3))。此外,图6所示的曲线图中的方形的点表示实验值,虚线表示从实验值计算出的近似曲线。另外,在实验中,将溢出宽度L与压力室20的宽度W之比L/W设定为0.05。
如图6所示,可知当H/W变得大于1.6时,干扰率将超过40%。如上文所述,优选为,将干扰率抑制在40%以下。此外,与H/D相同,H/W也不需要为干扰率留出富余。因此,H/W的上限值以干扰率40%为基准来计算。
此外,如图6所示,可知H/W越减小,干扰率越趋于被改善。但是,通过实验可知,当H/W处于0.7以下时,压力室20的容积将减小,从而每单位时间内从喷嘴23喷射的油墨的量、即油墨的喷射效率将降低。因此,将H/W设定在0.7以下的情况不为优选。
即,通过在上述的(1)式及(4)式的基础上,将压力室20的高度H与压力室20的宽度W之比设定为满足式(5),从而能够在充分地确保油墨的喷射量的同时,更加切实地抑制干扰。
另外,虽然在上述各实施方式中,作为压力产生单元而例示了所谓的挠曲振动型的压电元件18,但是并不限于此,例如还可以采用所谓的纵振动型的压电元件。此外,在如下的结构中也可以应用本发明,即,采用了通过利用发热而产生气泡从而产生压力变动的发热元件、或通过利用静电力而使压力室的动作面发生位移从而产生压力变动的静电制动器等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以及具备该液体喷射头的液体喷射装置,则并不限于打印机,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、芯片制造装置等中,其中,所述液体喷射头通过隔壁而划分出多个压力室,并通过压力产生单元而使对压力室的开口面进行封闭的动作面发生位移,从而从喷嘴喷射油墨等液体。
符号说明
1…打印机;2…记录头;14…压力室基板;15…喷嘴形成基板;16…弹性膜;18…压电元件;20…压力室;23…喷嘴;37…隔壁;40…粘合剂。
Claims (6)
1.一种液体喷射头,其特征在于,具备:
压力室基板,其通过隔壁而划分出多个与喷嘴连通的压力室;
压力产生单元,其使所述压力室内的液体产生压力变动;
底部件,其通过粘合剂而被接合在所述压力室基板上,从而构成所述压力室的底部,
通过驱动所述压力产生单元,以使所述压力室产生压力变动,从而从所述喷嘴喷射压缩率大于水的压缩率的液体,
当将压力室并排设置方向上的、所述压力室的宽度设定为W,并将从所述隔壁的下端部与所述底部件之间向压力室侧漏出并固化了的状态下的粘合剂在压力室并排设置方向上的宽度设定为L时,满足下式,即,
0.05≤L/W≤0.3。
2.如权利要求1所述的液体喷射头,其特征在于,
当将压力室并排设置方向上的、所述隔壁的宽度设定为D,并将所述压力室基板与所述底部件的层叠方向上的、所述压力室的高度设定为H时,满足下式,即,
3.8<H/D≤9.0。
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,
当将所述压力室基板与所述底部件的层叠方向上的、所述压力室的高度设定为H时,满足下式,即,
0.7<H/W≤1.6。
4.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,
所述液体为以有机溶剂为溶剂的液体,并且在40℃的环境下被浸渍在所述液体中100小时的状态下的、所述粘合剂的溶胀率在10%以下。
5.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,
所述粘合剂为,在环氧系粘合剂中混合了重量百分比5%以上且重量百分比10%以下的二氧化硅所得到的粘合剂。
6.一种液体喷射装置,其特征在于,
具备权利要求1至权利要求5中任一项所述的液体喷射头。
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