CN103660576A - 流道部件、液体喷射头、液体喷射装置以及液体贮留部 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流道部件、液体喷射头、液体喷射装置以及液体贮留部，所述流道部件具有能够使应力在整体上均匀地作用，从而提高潜移性及密封性的密封部件。流道部件具有以跨及流道部件中的流道部件主体的安装部的周围的方式而被设置、且由弹性材料形成的密封部件，流道部件以可拆装有墨盒的方式而被构成，该密封部件为具有顶面部、内侧脚部和外侧脚部的一体化的部件，顶面部通过与脚部的端面抵接从而形成在脚部的内周面与安装部的外周面之间被划分出的密闭空间，内侧脚部和外侧脚部从该顶面部的两端部起沿着安装部的轴向而形成，且端面分别与流道部件主体抵接，而且具有作为曲面的厚壁部。

Description

流道部件、液体喷射头、液体喷射装置以及液体贮留部

技术领域

本发明涉及一种流道部件、液体喷射头、搭载了液体喷射头的液体喷射装置以及被安装在流道部件上的液体贮留部，尤其涉及一种应用于具有如下的密封部件的装置中而较为有用的技术，所述密封部件用于维持流道部件与能够相对于流道部件而进行拆装的液体贮留部之间的液密状态。

背景技术

作为喷出液滴的液体喷射头的代表例，可列举出喷出油墨滴的喷墨式记录头。作为该喷墨式记录头，例如提出了一种具备头主体和流道部件的喷墨式记录头，其中，所述头主体从喷嘴开口喷出油墨滴，所述流道部件上固定有头主体，且以可拆装的方式设置有贮留了油墨的墨盒（液体贮留部），并且所述流道部件将来自墨盒的油墨供给至头主体（例如，参照专利文献1）。

根据该专利文献1，通过将由压接体构成的供给部设置在墨盒上，并将该供给部压接于被设置在流道部件的安装部上的过滤器，从而将墨盒和流道部件连接起来，其中，所述压接体由多孔质材料等形成。在此，有必要防止因水分从油墨蒸发而导致的油墨的增粘对油墨的喷出的不良影响。因此，在墨盒的所述供给部与过滤器的周围形成了密闭空间。即，通过于在开口部上配置有过滤器的安装部的周围配置环状的密封部件，并使以突出为环状的方式而形成在墨盒上的脚部的下端面抵接于密封部件的顶面部，从而确保了预定的液密状态。

专利文献1所公开的密封部件具有如下的横截面形状，即，所述安装部侧的内侧脚部和相反侧的外侧脚部从顶面部的两端部起向墨盒的相反侧突出的凹形状的横截面形状，并且顶面部与内侧脚部以及外侧脚部之间的结合部呈直角。

在如上文所述的专利文献1中，由于在密封部件中，密封部件的顶面部与内侧脚部以及外侧脚部之间的结合部呈直角，因此在反复实施墨盒的拆装的情况下，应力将集中在结合部上，从而使顶面部以落下的方式潜移，导致与墨盒之间的紧贴性恶化，其中，所述应力是因经由墨盒的脚部而作用于密封部件的顶面部的按压力而引起的。

虽然所涉及的潜移性可通过增加密封部件的壁厚而被改善，但如此将导致从密封部件作用于墨盒的反力增大，从而在这一点上存在局限。

另外，这种问题不仅存在于喷墨式记录头等液体喷射头所使用的流道部件中，还同样存在于液体喷射头以外的装置所使用的流道部件中。

专利文献1：日本特开2007-15272号公报

发明内容

鉴于上述现有技术，本发明的目的在于，提供一种具有如下的密封部件的流道部件、液体喷射头以及液体喷射装置，所述密封部件能够使应力在整体上均匀地作用，从而提高潜移性以及密封性。

解决上述课题的本发明的方式在于一种流道部件，其特征在于，被配置于，在内部贮留有液体的液体贮留部、和对所述液体进行喷射的头主体之间，并具备：流道部件主体，其具有液体流道，所述液体流道以经由一侧开口而从所述液体贮留部被供给的所述液体经由另一侧开口而被供给至所述头主体的方式，使所述液体流通，在所述流道部件主体中，所述一侧开口的周围成为安装所述液体贮留部的安装部；密封部件，其以跨及所述流道部件主体的所述安装部的周围的方式而被设置，且由弹性材料形成，所述密封部件为，具有顶面部、所述安装部侧的内侧脚部和相反侧的外侧脚部的一体化的部件，其中，所述顶面部通过与以环状的方式被形成在所述液体贮留部上的脚部的端面抵接，从而形成在所述脚部的内周面与所述安装部的外周面之间被划分出的密闭空间，所述内侧脚部和所述外侧脚部从该顶面部的两端部起沿着所述安装部的轴向而向所述密闭空间的相反侧延伸，并且端面分别与所述流道部件主体抵接，而且，所述密封部件在至少一部分上具有厚壁部，所述厚壁部以至少所述内侧脚部的壁厚从所述内侧脚部的所述端面趋向于所述顶面部而逐渐增大的方式被形成，从而使所述内侧脚部的内周面与所述外侧脚部的内周面之间的距离逐渐减小。

根据本方式，由于至少在内侧脚部的一部分上形成有厚壁部，因此能够分散经由顶面部而作用的应力。其结果为，能够提高密封部件的潜移性，从而能够长期稳定地维持内侧脚部外周面相对于安装部件的外周面的紧贴性。此外，还能够尽可能地抑制自所述密封空间的水分透过量。

在此，优选为，所述密封部件的所述厚壁部将内周面设定为曲面。由此，能够有效地实现作用于密封部件的应力的分散。此外，优选为，以如下方式形成所述密封部件，即，在进行所述液体贮留部相对于所述流道部件的安装时，所述液体贮留部的所述脚部抵接在与所述顶面部的中心相比向所述外侧脚部侧发生了偏移的位置上。由此，能够在不牺牲密封性的条件下，实现与顶面部的宽度方向相关的密封部件的小型化。

而且，优选为，所述密封部件的所述外侧脚部及所述内侧脚部的所述端面分别成为曲面。此时，即使在密封部件的内侧脚部以及外侧脚部以倾斜的状态被安装在流道部件主体上的情况下，也能够去除内侧脚部以及外侧脚部的端面与流道部件主体之间的间隙，从而维持良好的密封性。

此外，本发明的另一个方式在于一种液体喷射头，其特征在于，具备上述流道部件。

在所涉及的方式中，通过在液体贮留部与流道部件之间长期发挥稳定的密封性，从而能够良好地维持液滴的喷出特性。

另外，本发明的另一个方式在于一种液体喷射装置，其特征在于，具备上述液体喷射头。

在所涉及的方式中，能够实现提高了可靠性且小型化的液体喷射装置。

而且，本发明的另一个方式在于一种液体喷射装置，其特征在于，具备上述流道部件。

在所涉及的方式中，能够实现提高了可靠性且小型化的液体喷射装置。

附图说明

图1为表示实施方式所涉及的记录头的分解立体图。

图2为表示实施方式所涉及的记录头的剖视图。

图3为表示上述实施方式中的密封部件的立体图。

图4为表示将墨盒安装在流道部件上的步骤的剖视图。

图5为表示将墨盒安装在流道部件上的步骤的剖视图。

图6为本发明的实施方式所涉及的记录装置的概要图。

具体实施方式

以下，根据附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

图1为，作为本发明的实施方式所涉及的液体喷射头的、喷墨式记录头的分解后的立体图，图2为其剖视图，并且图示了将墨盒安装到了流道部件上的状态，所述墨盒为，贮留了作为液体的油墨的液体贮留部。

如两图所示，喷墨式记录头10具备：流道部件30，其上可拆装有贮留了油墨的液体贮留部即墨盒20；头主体40，其被固定在流道部件30上。

流道部件30具备流道部件主体310、过滤器317、和被设置在流道部件主体310上的密封部件330。在流道部件主体310中形成有液体流道311。液体流道311以如下方式使油墨流通，即，使经由作为其一侧开口部的过滤器室311A而从墨盒20被供给的油墨，经由另一侧开口部311B而被供给至头主体40。在此，过滤器室311A被形成为直径随着趋向于开口端而逐渐增大的圆锥状的空间，在液体流道311的过滤器室311A侧设置有盒安装部312，所述盒安装部312上安装有墨盒20。

在本方式的情况下，在盒安装部312上安装有四个墨盒20。此外，盒安装部312通过壁部313而将周围包围，并且在壁部313的相对置的一对壁面中的一个壁面上，设置有在厚度方向上贯穿的第一卡合孔314。此外，在与设置有第一卡合孔314的壁面相对置的另一个壁面上，设置有在厚度方向上贯穿的第二卡合孔315。通过使墨盒20的第一卡合爪24及第二卡合爪25卡合于第一卡合孔314及第二卡合孔315，从而使墨盒20被安装在盒安装部312上。

由于在本方式中的盒安装部312上安装有四个墨盒20，因此设置有对各个墨盒20之间进行分隔的分隔板313A。

此外，在流道部件主体310的盒安装部312上设置有，以圆柱状突出的安装部316。在本方式中，由于在盒安装部312上固定有四个墨盒20，因此安装部316也设置有四个。本方式中的安装部316具有设置了在顶端面上开口的液体流道311的圆筒形状，且在液体流道311所开口的突出的顶端面上设置有对液体流道311的开口进行覆盖的过滤器317。在此，安装部316形成液体流道311的一部分，且以覆盖其顶端部的过滤器室311A的方式配置有过滤器317。过滤器317为，用于对作为液体的油墨中所包含的异物或气泡进行去除的构件，并具有圆盘形状，且成为与安装部316的顶端面（液体流道311的过滤器室311A）大致相同的面积。在此，过滤器317的边缘部被设置到与安装部316的边缘部大致相同的位置。此外，在设置有这种过滤器317的安装部316的周围设置有圆环状的密封用槽部319，并且在该密封用槽部319内设置有密封部件330。

本方式中的密封部件330为，如在图2（b）及图2（c）中特别将该部分放大表示的那样，通过顶面部330A、内侧脚部330B以及外侧脚部330C而构成，且为横截面形状被形成为大致凹形的一体化的部件。在此，顶面部330A通过与以环状的方式被形成在墨盒20上的脚部21A的端面抵接，从而形成在脚部21A的内周面和安装部316的外周面之间被划分出的密闭空间336。内侧脚部330B从顶面部330A的一个端部起沿着安装部316的轴向而向密闭空间336的相反侧（图2中的下方）延伸，且下端面在密封用槽部319中抵接在流道部件主体310上。此外，外侧脚部330C从顶面部330A的另一个端部起沿着安装部316的轴向而向密闭空间336的相反侧（图2中的下方）延伸，且下端面在密封用槽部319中抵接在流道部件主体310上。如此，在将墨盒20安装到了流道部件30上的状态下，通过密封部件330而使密封空间336构成为液密状态。

而且，在内侧脚部330B与顶面部330A之间的接合部以及外侧脚部330C与顶面部330A之间的接合部处，从内侧脚部330B的内周面连续到顶面部330A的内周面的部分、从外侧脚部330C的内周面连续到顶面部330A的内周面的部分成为曲面部，并且通过各个曲面部而形成厚壁部330D、330E。

在本方式中，以如下方式形成，即，在进行墨盒20相对于流道部件30的安装时，通过墨盒20的脚部21A而作用于顶面部330A上的按压力的作用点，如图2（c）中明确表示的那样，位于与顶面部330A的图中水平方向上的中心相比向外侧脚部330C侧发生了偏移的位置P处。由此，减小了顶面部330A的水平方向上的宽度，从而实现了密封部件330的整体的小型化。

通过将从内侧脚部330B的内周面连续到顶面部330A的内周面的曲面部以及从外侧脚部330C的内周面连续到顶面部330A的内周面的曲面部的曲线的半径设定为，例如距离φ1以及距离φ2，从而能够形成使应力的集中良好地分散的厚壁部330D、330E，其中，距离φ1为，从内侧脚部330B的内周面侧的下端到如下交点为止的距离，即，通过位置P的垂线、与通过内侧脚部330B的内周面侧的下端且与通过位置P的垂线正交的水平线之间的交点，所述距离φ2为，从外侧脚部330C的内周面侧的下端到如下交点为止的距离，即，通过位置P的垂线、与通过外侧脚部330C的内周面侧的下端且与通过位置P的垂线正交的水平线之间的交点。

另外，内侧脚部330B以及外侧脚部330C的端部330F、330G分别成为曲面。其结果为，即使在密封部件330的内侧脚部330B以及外侧脚部330C以倾斜的状态被安装在流道部件主体310上的情况下，也能够去除内侧脚部330B以及外侧脚部330C的端面与流道部件主体310之间的间隙，从而维持良好的密封性。

根据图3，对所涉及的密封部件330的整体形状进行详细说明。另外，图3为表示密封部件的整体的立体图。如该图所示，密封部件330由橡胶或弹性体等挠性材料形成，且以使平板状的顶面部330A、具有圆筒形状的内侧脚部330B、和具有与内侧脚部330B相比较大的内径的圆筒形状的外侧脚部330C一体地连续的方式而形成。

内侧脚部330B具有与安装部316的外周大致紧贴的大小的内径。此外，外侧脚部330C具有与被设置在安装部316的周围的密封用槽部319相比稍小的外径。所涉及的密封部件330被嵌合安装于安装部316的外周。此时，由于顶面部330A被内侧脚部330B的上端（墨盒20侧的端部）和外侧脚部330C的上端支承，因此顶面部330A容易因来自墨盒20的按压而在内侧脚部330B与外侧脚部330C之间以朝向流道部件主体310侧成为凸状的方式而发生挠曲变形。

如图1及图2（a）中明确表示的那样，墨盒20具有在内部贮留有油墨（液体）的中空箱形状。此外，在墨盒20的底面上设置有圆筒形状的肋材21，在肋材21的内部设置有向流道部件30供给墨盒20的内部的油墨的供给口22。在该供给口22的内部设置有供给部23。供给部23为，与流道部件30的过滤器317压接，用于向流道部件30的液体流道311供给墨盒20内的油墨的构件。作为这样的供给部23，例如可以使用绵状浆、高分子吸水聚合物、聚氨酯泡沫等多孔质材料或无纺布等。在此，与密封部件330的顶面部330A抵接的环状的凸部、即脚部21A，以从肋材21的下端面突出的方式而形成。

在头主体40中，于被固定在流道部件30上的面的相反侧，设置有开口有喷嘴的液体喷射面，所述喷嘴喷出作为液体的油墨滴。此外，在头主体40的未图示的内部设置有液体流道和压力产生单元等，其中，所述液体流道在与喷嘴连通的同时与流道部件30的流道连通，所述压力产生单元使液体流道内的油墨产生压力变化。作为所涉及的压力产生单元，例如可以使用如下的构件，即，通过具有呈现电气机械转换功能的压电材料的压电致动器的变形而使液体流道的容积发生变化，从而使液体流道内的油墨产生压力变化，进而从喷嘴喷出油墨滴的构件；在液体流道内配置发热元件，并利用由发热元件的发热所产生的气泡而使油墨滴从喷嘴喷出的构件；使振动板与电极之间产生静电力，并利用静电力而使振动板发生变形，从而使油墨滴从喷嘴喷出的所谓的静电式致动器等。

在这种喷墨式记录头10中，通过流道部件30而将来自墨盒20的油墨供给至头主体40，并通过压力产生单元而使液体流道内的油墨产生压力变化，从而从喷嘴喷出油墨滴。

接下来，参照图4及图5，对将墨盒20从已自流道部件30上拆卸下来的状态安装在流道部件30上的方法进行说明。另外，图4及图5为表示将本方式所涉及的墨盒安装在流道部件上的步骤的剖视图。

从如图4（a）所示这样，将墨盒20已从流道部件30上拆卸下来的状态开始，如图4（b）所示，将墨盒20的第一卡合爪24侧倾斜地插入到流道部件主体310的壁部313的内部，并将第一卡合爪24插入到第一卡合孔314内。由此，墨盒20的肋材21与第一卡合孔314侧的密封部件330抵接。

接下来，如图5（a）所示，通过在将墨盒20的第一卡合爪24插入到了第一卡合孔314中的状态下，以第一卡合爪24为支点而使墨盒20旋转，从而将墨盒20插入到壁部313的内部。此时，由于第二卡合爪25被流道部件主体310的壁部313按压而发生弹性变形，因此不会阻碍将墨盒20插入到壁部313的内部的动作。

此外，在本方式中，对于墨盒20而言，从第二卡合爪25被插入到第二卡合孔315中的状态起，进一步将墨盒20向壁部313的内部、即安装有头主体40的面侧进行按压。由此，墨盒20的肋材21使密封部件330以朝向流道部件主体310侧成为凸状的方式而挠曲变形。其结果为，肋材21的内部被密封。

通过在所涉及的状态下解除对墨盒20进行按压的力，从而如图5（b）所示那样，墨盒20通过密封部件330的反力（弹性力）而向与安装部316分离的方向移动。此时，被流道部件主体310的壁部313按压而发生了弹性变形的第二卡合爪25，通过欲返回到初始状态的弹性力而被插入到第二卡合孔315内。而且，通过密封部件330的反力和第二卡合爪25的弹性力，从而使第二卡合爪25抵接在第二卡合孔315的与安装部316相反的一侧的壁部上，由此使墨盒20固定在流道部件30的盒安装部312上。

在此，本方式中的密封部件330通过内侧脚部330B的厚壁部330D，而使从墨盒20经由顶面部330A作用的应力分散（参照图2）。其结果为，能够提高密封部件330的潜移性，从而能够长期稳定地维持内侧脚部330B的外周面相对于安装部316的外周面的紧贴性。此外，还能够尽可能地抑制自密封空间336的水分透过量。

在此，由于厚壁部330D的内周面为曲面，因此能够特别有效地实现作用于密封部件330上的应力的良好的分散。

虽然在上文中对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明的基本结构并不限于上述的结构。例如，虽然在上述实施方式中，不仅在内侧脚部330B的内周面上，而且还在外侧脚部330C的内周面上形成了成为厚壁部330D、330E的曲面部，但厚壁部330D只需至少被形成在内侧脚部330B上即可。这是因为，内侧脚部330B的外周面与安装部316的外周面相接触，从而两者间的密封性尤其对密封部件330的寿命造成较大的影响。

此外，厚壁部并不一定需要通过曲面而形成。虽然在为曲面的情况下能够最好地实现应力的分散，但只需至少内侧脚部330B的壁厚以从内侧脚部330B的端面330F趋向于顶面部330A的内周面而逐渐增大的方式形成，从而使内侧脚部330B的内周面与外侧脚部330C的内周面之间的距离逐渐减小即可。因此，也可以为圆锥形状等、由直线形成的情况。而且，也并不一定要通过曲面来形成端面330F、330G。但是，在通过曲面来形成端面330F、330G时，尤其是在密封部件330被倾斜地安装在流道部件主体310上的情况下，也能够提高密封性。

此外，上述实施方式所涉及的喷墨式记录头10构成具备与墨盒连通的油墨流道的喷墨式记录头单元的一部分，并且被搭载于喷墨式记录装置上。图6为表示该喷墨式记录装置的一个示例的概要图。

在图6所示的喷墨式记录装置I中，喷墨式记录头10上以可拆装的方式设置有构成油墨供给单元的墨盒20，搭载有该喷墨式记录头10的滑架3以能够在轴向上进行移动的方式被安装于滑架轴5上，该滑架轴5被安装在装置主体4上。该喷射式记录头10例如喷出黑色油墨组合物以及彩色油墨组合物。

而且，由于驱动电机6的驱动力通过未图示的多个齿轮以及正时带7而被传递至滑架3，从而搭载有喷墨式记录头10的滑架3沿着滑架轴5进行移动。另一方面，在装置主体4上沿着滑架轴5而设置有压印板8，并且，通过未图示的供纸辊等而被供给的纸张等作为记录介质的记录薄膜S卷绕在压印板8上并被输送。

虽然在上述的实施方式中，对具备流道部件30的喷墨式记录头10进行了说明，但本发明还可以应用于流道部件30被设置在喷墨式记录头10以外的部分上的喷墨式记录装置中。具体而言，在为如下的喷墨式记录装置的情况下，例如可以将上述的流道部件30设置在设置油墨罐的位置处，所述喷墨式记录装置为，贮留有油墨的液体贮留部即油墨罐未被搭载于滑架3上，而是被固定在装置主体4上，并通过管状的供给管而对油墨罐和头主体40进行连接的喷墨式记录装置。

此外，虽然在上述的喷墨式记录装置I中，例示了喷墨式记录头10被搭载于滑架3上并在主扫描方向上进行移动的情况，但是并不特别限定于此，例如，还可以将本发明应用于，喷墨式记录头10被固定，而仅通过使纸张等记录薄膜S在副扫描方向上进行移动来实施印刷的、所谓的行式记录装置中。

另外，本发明是广泛地以全部液体喷射头为对象的发明，例如还可以应用于，打印机等图像记录装置所使用的各种喷墨式记录头等记录头、液晶显示器等的彩色过滤片的制造所使用的颜色材料喷射头、有机EL（电致发光）显示器、FED（面发光显示器）等的电极形成所使用的电极材料喷射头、生物芯片（biochip）制造所使用的生物体有机物喷射头等的制造方法中。

此外，本发明并不限于被搭载于液体喷射头以及液体喷射装置上的流道部件，也能够应用于被搭载于其他装置上的流道部件。

符号说明

I…喷墨式记录装置（液体喷射装置）；10…喷墨式记录头（液体喷射头）；20…墨盒（液体贮留部）；23…供给部；30…流道部件；40…头主体；310…流道部件主体；311…液体流道；316…安装部；330…密封部件；330A…顶面部；330B…内侧脚部；330C…外侧脚部；330D…厚壁部。

Claims (8)

1.一种流道部件，其特征在于，被配置于，在内部贮留有液体的液体贮留部、和对所述液体进行喷射的头主体之间，并具备：

流道部件主体，其具有液体流道，所述液体流道以经由一侧开口而从所述液体贮留部被供给的所述液体经由另一侧开口而被供给至所述头主体的方式，使所述液体流通，在所述流道部件主体中，所述一侧开口的周围成为安装所述液体贮留部的安装部；

密封部件，其以跨及所述流道部件主体的所述安装部的周围的方式而被设置，且由弹性材料形成，

所述密封部件为，具有顶面部、所述安装部侧的内侧脚部和相反侧的外侧脚部的一体化的部件，其中，所述顶面部通过与以环状的方式被形成在所述液体贮留部上的脚部的端面抵接，从而形成在所述脚部的内周面与所述安装部的外周面之间被划分出的密闭空间，所述内侧脚部和所述外侧脚部从该顶面部的两端部起沿着所述安装部的轴向而向所述密闭空间的相反侧延伸，并且端面分别与所述流道部件主体抵接，

而且，所述密封部件在至少一部分上具有厚壁部，所述厚壁部以至少所述内侧脚部的壁厚从所述内侧脚部的所述端面趋向于所述顶面部而逐渐增大的方式被形成，从而使所述内侧脚部的内周面与所述外侧脚部的内周面之间的距离逐渐减小。

2.如权利要求1所述的流道部件，其特征在于，

所述密封部件的所述厚壁部通过将内周面设定为曲面而形成。

3.如权利要求1或权利要求2所述的流道部件，其特征在于，

以如下方式形成所述密封部件，即，在进行所述液体贮留部相对于所述流道部件的安装时，所述液体贮留部的所述脚部抵接在与所述顶面部的中心相比向所述外侧脚部侧发生了偏移的位置上。

4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的流道部件，其特征在于，

所述密封部件的所述外侧脚部及所述内侧脚部的所述端面分别成为曲面。

5.一种液体喷射头，其特征在于，

具备权利要求1至权利要求4中任一项所述的流道部件。

6.一种液体喷射装置，其特征在于，

具备权利要求5所述的液体喷射头。

7.一种液体喷射装置，其特征在于，

具备权利要求1至权利要求4中任一项所述的流道部件。

8.一种液体贮留部，其被安装在权利要求1至权利要求4中任一项所述的流道部件的所述安装部上。

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