CN113276560B - 液体喷出头及液体喷出装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了小型且墨喷出性能高的液体喷出头及液体喷出装置。一实施方式所涉及的液体喷出头具备：液体喷出部，喷出液体；以及基座部，形成有墨流路以及调温流路，所述墨流路与所述液体喷出部连接，并供向所述液体喷出部供给的墨通过，所述调温流路供调温用的流体通过。

Description

液体喷出头及液体喷出装置

技术领域

本发明的实施方式涉及液体喷出头及液体喷出装置。

背景技术

关于各种液体喷出装置中使用的液体喷出头，已知例如具备如下部件的构成：具有喷出液体的致动器的液体喷出部；与液体喷出部的初级侧连接的流入路；以及与液体喷出部的次级侧连接的流出路。在这样的液体喷出头中，为了减小液体喷出头内的墨的温度差而提高印刷性能，有时也设置具有供温水流动的流路的基板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-43434号公报

专利文献2：日本特开2018-43435号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题在于，提供小型且印刷性能高的液体喷出头及液体喷出装置。

用于解决问题的技术方案

一实施方式所涉及的液体喷出头具备：液体喷出部，喷出液体；以及基座部，形成有墨流路以及调温流路，所述墨流路与所述液体喷出部连接，并供向所述液体喷出部供给的墨通过，所述调温流路供调温用的流体通过。

附图说明

图1是示出第一实施方式所涉及的液体喷出头的构成的立体图。

图2是示出该液体喷出头的构成的立体图。

图3是示出该液体喷出头的构成的剖视图。

图4是示出该液体喷出头的一部分的立体图。

图5是分解示出该液体喷出头的一部分的立体图。

图6是示出该液体喷出头的一部分的构成的主视图。

图7是示出该液体喷出头的一部分的构成的立体图。

图8是示出使用了该液体喷头的液体喷出装置的构成的说明图。

附图标记说明

100…液体喷出头、110…液体喷出部、111…喷嘴板、114…喷嘴、115…共用液室、120…基座部、122…第一墨供给流路、123…第一墨回收流路、124…第二墨供给流路、125…第二墨回收流路、126…调温流路、127…主流路部、130…电路基板单元、131…电路基板、132…柔性布线基板、140…盖子、141…第一供给端口、142…第一导入口、143…第二排出口、144…第一回收端口、145…第二回收端口、146…第二排出口、147…第二导入口、148…第二供给端口、149…调温供给端口、150…调温回收端口、151…墨供给管、152…墨回收管、153…墨回收管、154…墨供给管、155…调温用供给管、156…调温用回收管、161…第一供给口、162…第一回收口、163…第二回收口、164…第二供给口、165…调温供给口、166…调温回收口、176…过滤器、177…供给口部、178…排出口部、200…液体喷出装置、210…壳体、211…供纸盒、212…排纸托盘、213…保持辊、214…输送装置、215…保持装置、216…图像形成装置、217…除电剥离装置、218…墨供给装置、219…调温装置、221～223…引导部、224～229…输送用辊、237…带电辊、241…除电装置、242…剥离装置、243…除电辊、245…分离叶片、251…墨箱、252…墨泵、253…连接流路、255…温水箱、256…加热器、257…温水泵、258…连接流路、280…控制部、1121…致动器、1122…致动器、1211…基座板、1212…基座板。

具体实施方式

以下，参照图1至图8对第一实施方式所涉及的液体喷出头100及液体喷出装置200进行说明。图1、2是示出第一实施方式所涉及的液体喷出头100的构成的立体图。图3是液体喷出头100的剖视图。图4是示出液体喷出头100的一部分的构成的立体图。图5是分解示出液体喷出头100的一部分的立体图。图6是基座部的俯视图，图7是基座板1212的立体图。图8是示出使用了液体喷出头100的液体喷出装置的构成的说明图。

此外，图中箭头X、Y、Z分别表示彼此正交的三个方向。X轴沿向作为喷嘴的排列方向的第一方向，Y轴沿向作为喷嘴列的排列方向的第二方向，Z轴沿向作为喷出液滴的方向的第三方向。

另外，在各图中，为了便于说明，将构成适当地放大、缩小或省略而示出。

如图1至图7所示，液体喷出头100具备液体喷出部110、基座部120、多个电路基板单元130、盖子140、一对墨供给管151、154、一对墨回收管153、152、调温用供给管155以及调温用回收管156。在本实施方式中，液体喷出头100是双色头，具有两个系统的墨流路及驱动系统，喷出不同的两种墨。此外，在两个系统使用相同的墨的情况下，成为分辨率为2倍的单色头。

液体喷出头100设置于例如图8所示的喷墨记录装置等液体喷出装置200。液体喷出头100设置于循环型的墨回路，在该循环型的墨回路中，墨流路分别与设置于液体喷出装置200的作为液体收容部的一对墨箱251连接，并使墨在其与墨箱251之间循环。液体喷出头100例如以液体喷出部110的喷嘴114朝向下方的姿态配置。作为液体喷出头100，例示了共用液室循环型的喷头。

液体喷出部110具备喷嘴板111以及一对致动器1121、1122。

喷嘴板111构成为板状，且具有在第一方向上排列的多个喷嘴114。喷嘴板111具备一列以上的在第一方向上排列多个喷嘴114而构成的喷嘴列，例如与致动器1121、1122相同数量的喷嘴列。在本实施方式中，各流路中分别排列有一列喷嘴列、共以双色排列有两列的喷嘴列。各喷嘴114是贯通喷嘴板111的贯通孔。喷嘴114的轴向沿向第三方向。

致动器1121、1122在基座部120的喷嘴板111侧的端部分别设置于沿向基座部120的厚度方向的第二方向上的一侧和另一侧。各致动器1121、1122具有在第一方向上排列的多个压力室以及与多个压力室连通的共用液室115。共用液室115向第一方向延伸，构成供墨从各致动器1121、1122的第一方向的一侧朝向另一侧、或者从另一侧朝向一侧流动的路径。另外，致动器1121、1122在第一方向上具备多个驱动各压力室的多个驱动元件部。例如，在第一致动器1121中，构成使墨从一侧向另一侧流动的路径，在另一个致动器1122中，构成使墨从另一侧向一侧流动的路径。

致动器1121、1122的多个压力室分别与喷嘴板111的各喷嘴114连通，该喷嘴板111与致动器1121、1122对置配置。

在各压力室内形成有电极。电极经由电路基板单元130的电路基板131或形成于柔性布线基板132上的布线与驱动IC133电连接。

基座部120通过将由陶瓷材料构成为板状的一对基座板1211、1212贴合组装而构成。通过在一对基座板1211、1212的对置面的规定区域形成的槽，从而在基座部120形成有第一墨供给流路122、第一墨回收流路123、第二墨供给流路124、第二墨回收流路125以及调温流路126。

在一个基座板1211上，形成有第一供给口161、第一回收口162、第一导入口142、第一排出口143以及调温回收口166。第一供给口161、第一回收口162、第一导入口142、第一排出口143以及调温回收口166是沿厚度方向即第二方向贯通基座板1211的开口。第一供给口161、第一回收口162以及调温回收口166使第一墨供给流路122、第一墨回收流路123以及调温流路126分别与设置于基座板1211的一侧主面上的端口141、144、150连通。第一导入口142和第一排出口143使第一墨供给流路122、第一墨回收流路123与设置于基座板1211的一侧主面上的第一致动器1121的共用液室115连通。

在另一个基座板1212上，形成有第二供给口164、第二回收口163、第二导入口147、第二排出口146以及调温供给口165。第二供给口164、第二回收口163、第二导入口147、第二排出口146以及调温供给口165是沿厚度方向即第二方向贯通基座板1212的开口。第二墨供给口164、第二墨回收口163以及调温供给口165使第二墨供给流路124、第二墨回收流路125以及调温流路126分别与设置于基座板1212的另一侧主面上的端口148、144、149连通。另外，第二导入口147、第二排出口146使第二供给流路124、第二墨回收流路125与设置于基座板1212的另一侧主面上的第二致动器1122的共用液室115连通。这些开口在规定位置构成为规定形状，以使各流路的流路阻力、流路长度成为规定值。

第一墨供给流路122形成于从与设置于基座部120的一个主面上的第一供给端口141连通的第一供给口161至与一个致动器1121的共用液室115的初级侧连通的第一导入口142为止的范围。

第一墨回收流路123形成于从与一个致动器1121的共用液室115的次级侧连通的排出口143至与设置于基座部120的一侧主面上的第一回收端口144连通的第一回收口162为止的范围。

第二墨供给流路124形成于从与设置于基座部120的另一个表面上的第二供给端口148连通的第二供给口164至与另一个致动器1122的共用液室115的初级侧连通的第二导入口147为止的范围。

第二墨回收流路125形成于从与另一个致动器1122的共用液室115的次级侧连通的第二排出口146至与设置于基座部120的另一侧主面上的第二回收端口145连通的第二回收口163为止的范围。

调温流路126形成于从与配置于基座部120的第一方向一端侧的调温供给端口149连通的调温供给口165起，通过配置有驱动IC的对象区域及与致动器1121、1122的共用液室115相邻的区域，至与配置于基座部120的第一方向另一端侧的调温回收端口150连通的调温回收口166为止的范围。调温流路126以通过各个区域的方式部分地分叉。

另外，由第一墨供给流路122和第一墨回收流路123构成的第一墨流路、由第二墨供给流路124和第二墨回收流路125构成的第二墨流路、以及调温流路126这三个系统的流路设置于同一基座部120上。即，通过由形成于一对基座板1211、1212的对置面上的槽形成，大部分在沿向基座部120的厚度方向的第二方向上形成于相同位置。即，一对墨流路以及调温流路126具有由形成于同一面上的槽构成的流路部。

调温流路126具有配置于基座部120的第一方向中央的主流路部127。主流路部127配置于配置有驱动IC等发热部件的区域或配置有致动器1121、1122的区域。第二墨回收流路125以与调温流路126的主流路部127的第一方向的一侧相邻且流体性独立的方式配置，进而，第一墨供给流路122以与第二墨回收流路125的第一方向的一侧相邻且流体性独立的方式配置。另外，第一墨回收流路123以与调温流路126的主流路部127的第一方向的另一侧相邻且流体性独立的方式配置，进而，第二墨供给流路124以与第一墨回收流路123的第一方向另一侧相邻且流体性独立的方式配置。

第一墨流路的初级侧及次级侧的端部被引导至基座部120的一个主面侧，并分别与配置于一个主面上的第一供给端口141和第一回收端口144连接。

第一供给端口141、第一回收端口144与墨供给管151、墨回收管153连接，并经由墨供给管151、墨回收管153或由其他管状部件等的连接管构成的连接流路253与墨箱251连接。

第二墨流路的初级侧及次级侧的端部被引导至基座部120的另一个主面侧，并分别与设置于另一个主面侧的第二供给端口148和第二回收端口145连接。

第二供给端口148、第二回收端口145与墨供给管154、墨回收管152连接，并经由墨供给管154、墨回收管152、由其他管状部件等的连接管构成的连接流路253与另一个墨箱251连接。

调温流路126从设置于第一方向的一端侧且基座部120的另一个主面侧的调温供给端口149分叉为两个流路，通过配置有致动器1121、1122的对象部位，从第一方向的一侧向另一侧流动并合流，到达设置于第一方向的另一端侧且基座部120的一个主面侧的调温回收端口150。

调温流路126的初级侧的端部与配置于基座部120的另一个主面侧的调温供给端口149连接，调温流路126的次级侧的端部与配置于基座部120的一个主面侧的调温回收端口150连接。

调温供给端口149、调温用回收端口150分别与调温用供给管155、调温用回收管156连接，并经由调温用供给管155、调温用回收管156、由其他管状部件等的连接管构成的连接流路258与温水箱255连接。

电路基板单元130在第二方向上隔着基座部120分别设置于两侧。一对电路基板单元130具备电路基板131、柔性布线基板132以及驱动IC133。在电路中搭载有各种电子部件、连接器。柔性布线基板132在第一方向上排列配置有多个。在多个柔性布线基板132上搭载有驱动IC133。柔性布线基板132的第三方向的一端侧与电路基板131连接，另一端侧与致动器1121、1122连接。电路基板单元130在第一方向上配置于基座部120的中央部。即，基座部120的一部分向电路基板单元130的第一方向的外侧延伸，在电路基板单元130的第一方向的外侧分别配设有各端口141、144、145、148、149、150、各管151～156。

驱动IC133经由柔性布线基板132，并经由电路基板131上的布线与形成于压力室的电极电连接。

在如上所述构成的液体喷出头100中，通过驱动IC向致动器1121、1122的电极施加驱动电压而使压力室的容积增减，从而从与压力室对置的喷嘴114喷出液滴。

在如上所述构成的液体喷出头100中，墨从多个墨箱251、251通过一对供给管151、154并分别通过基座部120的第一墨供给流路122、第二墨供给流路124，从一对致动器的共用液室115到达多个压力室。从与压力室对置配置的喷嘴列的喷嘴114喷出。另外，墨从压力室经过共用液室115以及基座部120的第一墨回收流路123、第二墨回收流路125，并通过一对回收管153、152再次被回收到墨箱251中而进行循环。此外，在供给管151、154中设置有过滤器176。过滤器176具有供给口部177以及将气泡排出的排出口部178。

另外，在液体喷出头100中，温水或冷水通过调温流路126与调温流路126周围的部件进行热交换，以使液体喷出头100的温度均匀。

以下，参照图8对具有液体喷出头100的液体喷出装置200进行说明。图8是示出作为液体喷出装置200的喷墨打印机的构成的说明图。如图8所示，液体喷出装置200例如是一边输送作为记录介质的纸张P一边进行图像形成等各种处理的装置。液体喷出装置200具备：构成外廓的壳体210；作为纸张供给部的供纸盒211；作为排出部的排纸托盘212；作为将纸张P保持在外表面上通过进行旋转而使纸张P相对于液体喷出头100相对移动的移动装置的保持辊213；输送装置214；保持装置215；图像形成装置216；除电剥离装置217；多个液体供给装置218；以及多个调温装置219。此外，在图8中，仅示出了多个液体供给装置218及多个调温装置219中的一个。

供纸盒211设置于壳体210的内部，保持作为记录介质的纸张P。排纸托盘212设置于壳体210上部。排纸托盘212支承通过输送装置214排出至壳体210外部的纸张P。

保持辊213构成为在轴向上具有一定长度的圆筒状。保持辊213通过以将纸张P保持在其表面上的状态进行旋转而输送纸张P。在此，通过向图7中的顺时针方向旋转，从而将纸张P沿外周向顺时针方向输送。

在保持辊213的外周部分，从上游侧朝向下游侧依次设置有保持装置215、图像形成装置216以及除电剥离装置217。

输送装置214具备沿输送路设置的多个引导部件221～223、多个输送用辊224～229。这些输送用辊224～229被输送用电机驱动而进行旋转，从而将纸张P沿着输送路向下游侧输送。输送装置214将纸张P沿着形成为从供纸盒211通过保持辊213的外周而到达排纸托盘212的规定的输送路进行输送。

保持装置215具备与保持辊213的表面对置配置的带电辊237。带电辊237构成为具有金属制的旋转轴以及围绕旋转轴配置的导电橡胶层的圆柱状。带电辊237构成为能够切换电荷的供给状态，并且能够向靠近或远离保持辊213的表面的方向移动。带电辊237与高压产生电路连接。保持装置215将纸张P按压在保持辊213的外表面上，使纸张P吸附并保持于保持辊213的表面(外周面)上，并且，在带电辊237接近保持辊213的状态下向带电辊237供给电力，从而产生使纸张P吸附于保持辊213上的方向的静电力(带电)。通过该静电力使纸张P吸附于保持辊213的表面上。

图像形成装置216具备多个液体喷出头100，该多个液体喷出头100位于带电辊237的下游侧，并与保持辊213的表面的上方部分对置配置。多个液体喷出头100是从以规定的间距设置的喷嘴向纸张P喷出墨而形成图像的喷墨头。

除电剥离装置217对纸张P进行除电并将纸张P从保持辊213剥离。除电剥离装置217具备：对纸张P进行除电的除电装置241；以及除电后将纸张P从保持辊213的表面剥离的剥离装置242。除电剥离装置217对纸张P进行除电并将纸张P从保持辊213剥离。

除电装置241在纸张P的输送方向上设置于图像形成装置216的下游侧，并具备能够带电的除电辊243。除电装置241通过供给电荷对纸张P进行除电，从而解除吸附力而使纸张P成为易于从保持辊213剥离的状态。

剥离装置242设置于除电装置241的下游侧，具备能够进行转动动作(移动)的分离叶片245。分离叶片245能够在插入纸张P与保持辊213之间的剥离位置和从保持辊213退避的退避位置之间转动，并在配置于剥离位置的状态下使纸张P从保持辊213的表面剥离。

墨供给装置218分别相对于各液体喷出头100的各致动器1121、1122而设置。墨供给装置218具备与液体喷出头100连接的墨箱251、作为供给机构的墨泵252以及压力调整机构。各墨箱251经由墨用的连接流路253分别与液体喷出头100的第一墨流路、第二墨流路连接。多个液体供给装置218使墨箱251内的墨在其与液体喷出头100之间循环。

调温装置219分别相对于各液体喷出头100而设置。调温装置219具备温水箱255、加热器256以及作为供给机构的温水泵257。温水箱255经由温水用的连接流路258与液体喷出头100的调温流路连接。加热器256通过控制部的控制对温水箱255内进行加热，将温水箱255内的水的温度调整为所希望的温度。调温装置219利用通过控制部的控制而被驱动的泵，将温水箱255内的水或者温水向液体喷出头100输送，使温水箱255内的水或者温水在其与液体喷出头100的调温流路126之间循环。

控制部280具备作为处理器的一例的CPU(中央控制装置)、存储各种程序等的ROM(Read Only Memory：只读存储器)、临时存储各种可变数据和图像数据等的RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)、以及从外部输入数据和向外部输出数据的接口部。

在液体喷出头100及液体喷出装置200中，在从喷嘴114喷出液体的驱动时，控制部280通过驱动IC133对致动器1121、1122施加驱动电压，使压力室的压力变化，从与各压力室对置配置的喷嘴114喷出墨滴。

根据本实施方式，能够提供小型且印刷性能高的液体喷出头和液体喷出装置。上述实施方式所涉及的液体喷出头100通过将墨流路和调温流路126设置于同一基座部120，相比于与其他部件重叠的构成，能够减小液体喷出头100的厚度尺寸。例如，相比于将形成墨流路的管状部件与具有调温用流路的板重叠设置的构成，能够减小管状部件的重叠尺寸。因此，能够以小型将墨温度、基座的温度保持为均匀，能够提高印刷性能。特别是，在将多个液体喷出头向厚度方向排列时，能够减小颜色间的距离。

另外，在液体喷出头100中，通过将两个系统的墨流路设置于同一基座部120上，能够以小型构成双色的墨流路。进而，作为致动器1121、1122的一部分，构成与基座部120的墨流路连通的共用液室115，并利用致动器1121、1122的一部分形成供墨从第一方向的一侧向另一侧、或者从另一侧向一侧流动的路径，从而能够以小型实现共用液室循环。

另外，通过在陶瓷性的一对基座板1211、1212上形成槽并进行贴合来构成墨流路以及调温流路126，从而能够降低流路阻力，并且能够减小流路之间的距离。

本发明并不限定于上述实施方式，在实施阶段能够在不脱离其主旨的范围内对构成要素进行变形并使其具体化。

在上述第一实施方式中，例示了设置有两个系统的墨流路的双色头，但并不限于此。例如，也可以省略第二墨流路而设为单色。

作为液体喷出头100，例示了使液体循环的类型的头，但并不限于此，也可以适用于不使液体循环的类型的头。在不使液体循环的类型中，由于未设置与共用液室连通的排出口，因而墨不会流过墨回收流路，故也可以不形成墨回收流路。

另外，喷出的液体并不限于打印用的墨，例如也可以是喷出包含用于形成印刷布线基板的布线图案的导电性粒子的液体的装置等。

液体喷出头除了上述之外，例如也可以是通过静电使振动板变形而喷出墨滴的结构、或者利用加热器等热能从喷嘴喷出墨滴的结构等。

另外，在上述实施方式中，例示了液体喷出头用于喷墨记录装置等液体喷出装置的例子，但并不限于此，例如也可以用于3D打印机、工业用的制造机械、医疗用途，能够实现小型轻量化和低成本化。

根据以上说明的至少一个实施方式，能够提供散热性高的液体喷出头及液体喷出装置。

此外，虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式只是作为例示而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些新实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (5)

1.一种液体喷出头，具备：

液体喷出部，喷出液体；以及

基座部，形成有墨流路以及调温流路，所述墨流路与所述液体喷出部连接，并供向所述液体喷出部供给的墨通过，所述调温流路供调温用的流体通过，

所述液体喷出部具备致动器，所述致动器具有分别与向液体喷出方向喷出液体的多个喷嘴连通的多个压力室和与多个所述压力室连通的共用液室，

所述多个喷嘴在与所述液体喷出方向正交的排列方向上排列，

所述基座部具备在与所述液体喷出方向以及所述排列方向正交的方向上对置组装的一对基座板，

通过形成于一对所述基座板中的至少任意一方的对置面的槽，形成所述墨流路以及所述调温流路。

2.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，

所述基座部具备分别与多个所述致动器的所述共用液室连通的多个所述墨流路。

3.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，

所述液体喷出部具备一对所述致动器，

所述基座部具备分别与一对所述致动器连接的一对所述墨流路，

与一个所述致动器连接的所述墨流路的初级侧及次级侧的端口配置于所述基座部的一个主面侧，

与另一个所述致动器连接的所述墨流路的初级侧及次级侧的端口配置于所述基座部的另一个主面侧。

4.根据权利要求1所述的液体喷出头，其中，

所述调温流路的初级侧的端口和次级侧的端口分别配置于所述基座部的一个主面侧和另一个主面侧。

5.一种液体喷出装置，具备：

权利要求1至4中任一项所述的液体喷出头；以及

移动装置，使记录介质相对于所述液体喷出头相对移动。

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