CN115298033A - 喷射头、喷射单元、液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及喷射头、喷射单元、液体喷射装置。喷射头包括喷嘴、阀体、压电元件和第一施力单元。喷嘴被配置为喷射液体。阀体被配置为打开和关闭喷嘴。压电元件被配置为驱动所述阀体。第一施力单元与所述压电元件并行设置。所述压电元件被配置为当向所述压电元件施加电压时在打开所述喷嘴的方向上驱动所述阀体。所述第一施力单元被配置为在打开所述喷嘴的方向上施力所述阀体。

Description

喷射头、喷射单元、液体喷射装置

技术领域

本公开的实施方式涉及液体喷射头、喷射单元和液体喷射装置。

背景技术

作为喷射液体的喷射头，存在这样一种喷射头，其在与喷嘴连通的液体室中供给加压液体，并且驱动阀体来打开和关闭喷嘴，以从喷嘴喷射液体。

已知一种包括存储室和喷射机构的液体喷射装置。存储室与喷射口连通并容纳液体。喷射机构通过喷射口从存储室喷射液体。喷射机构包括阀体和驱动单元。阀体在远离喷射口的第一位置和阀体接触喷射口的周缘部以关闭喷射口的第二位置之间往复移动。驱动单元包括施力部件和压电元件，以向阀体施加使阀体往复移动的驱动力。驱动部使阀体从第一位置向第二位置移动，从而将存储室内的液体向喷射口压出并从喷射口喷射液体(参照专利文献1)。

引文列表

专利文献

[专利文献1]日本特开2010-216858号公报

发明内容

技术问题

然而，在PTL1中公开的构成中，当压电元件发生异常时，存在着可能不能执行预期的液体喷射且图像质量降低的问题。

本公开是鉴于上述问题而做出的，且本公开的目的是即使在压电元件中发生异常时也执行预期的液体喷射，且防止图像质量的降低。

解决问题的方案

在本公开的一个方面中，提供了一种喷射头，包括：喷嘴，被配置为喷射液体；阀体，被配置为打开和关闭喷嘴；压电元件，被配置为驱动所述阀体，以及与所述压电元件并行设置的第一施力单元。所述压电元件被配置为当向所述压电元件施加电压时在打开所述喷嘴的方向上驱动所述阀体。所述第一施力单元被配置为在打开所述喷嘴的方向上施力所述阀体。

本发明的效果

根据本公开，即使在压电元件中发生异常，也可以执行预期的液体喷射且可以防止图像质量的降低。

附图说明

附图旨在描述本发明的示例性实施方式，而不应被解释为限制其范围。除非明确指出，否则附图不应被视为按比例绘制。另外，在所有附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。

图1所示是本公开的第一实施方式所涉及的喷射头的外观立体图。

图2所示是沿图1的截面S1的喷射头的剖视图。

图3所示是图1的喷射头的一个喷射模块的剖视图。

图4所示是图3的喷射模块的主要部分的放大剖视图。

图5所示是图3的喷射模块的保持部件的放大图。

图6所示是本公开的第二实施方式所涉及的喷射头的喷射模块的主要部分的放大剖视图。

图7所示是本公开的第三实施方式所涉及的喷射头的喷射模块的主要部分的放大剖视图。

图8所示是本公开的第四实施方式所涉及的喷射头的喷射模块的主要部分的放大剖视图。

图9所示是本公开的第五实施方式所涉及的喷射头的剖视图。

图10所示是图9的喷射头的一个喷射模块的剖视图。

图11所示是本公开的第六实施方式所涉及的喷射模块的保持部件的放大图。

图12所示是本公开的第七实施方式所涉及的喷射模块的保持部件的放大图。

图13所示是本公开的第八实施方式所涉及的喷射模块的保持部件的放大图。

图14所示是本公开的第九实施方式所涉及的由液体喷射装置来打印作为打印对象的飞机时的示图。

图15所示是图14的液体喷射装置的立体图。

图16所示是本公开的第十实施方式所涉及的液体喷射装置的立体图。

图17所示是图16的液体喷射装置的驱动单元的立体图。

图18所示是本公开的第十一实施方式所涉及的液体喷射装置的主要部分的俯视图。

图19所示是图18的液体喷射装置的主要部分的侧视图。

图20所示是本公开的实施方式所涉及的喷射单元的主要部分的俯视图。

图21所示是本公开的实施方式所涉及的喷射单元的前视图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本公开的示例性实施方式，其中，相同的附图标记在若干视图中指示相同或相应的部分。参照图1～5说明本公开的第一实施方式。图1所示是第一实施方式所涉及的喷射头的外观立体图。图2所示是沿图1的截面S1的喷射头的剖视图。图10所示是喷射头的一个喷射模块的剖视图。图4所示是图3的喷射模块的主要部分的放大剖视图。图5所示是图3的喷射模块的保持部件的放大图。

喷射头1包括在壳体10中配置成一行或多行的多个喷射模块100。被加压的液体经由供给端口11从外部供给到每个喷射模块100，并且未喷射的液体经由收集端口12收集到外部。壳体10设置有连接器2。

喷射模块100包括喷嘴板101、流路112、阀体113和压电元件114。在喷嘴板101上形成有喷射液体的喷嘴111。流路112与喷嘴111连通，并且加压液体被供应到流路112。阀体113具有针形状并且打开和关闭喷嘴111。压电元件114驱动阀体113。

喷嘴板101和壳体10接合在一起。流路112是形成在壳体10中的多个喷射模块100共用的流路。如上所述，通过供给端口11供给加压液体，并且从收集端口12收集液体。

弹性体113a设置在阀体113的前端部，并且当弹性体113a被压靠在喷嘴板101上时切实地堵塞住喷嘴111。轴承部121设置在阀体113和壳体10之间，并在轴承部121和阀体113之间设置例如O型环等的密封部件122。

压电元件114被容纳在壳体10的压电元件容纳空间123中。压电元件114被保持在兼作第一施力单元的保持部件115的中央空间115a中。压电元件114和阀体113经由保持部件115的前端部115b彼此同轴连结。

保持部件115具有用于容纳压电元件114的中央空间115a。保持部件115的前端部115b侧与阀体113连结，保持部件115的后端部115c侧由安装于壳体10的压电元件固定轴124来固定。

保持部件115包括作为第一施力单元的保持板弹簧116。保持板弹簧116在与压电元件114的伸缩方向对应的长度方向的两端具有能够弹性变形的弹簧部116a、116b。弹簧部116a位于安装阀体113的前端部115b侧，弹簧部116b位于与安装阀体113的前端部115b侧为相反的后端部115c侧。

在保持板弹簧116的两端上，从垂直于长边方向的短边方向交替地设置狭缝115d，以使得弹簧部116a具有曲柄形状。因此，弹簧部116a和116b具有弹簧功能。在本实施方式中，弹簧部116a和116b的弹簧常数基本上相同(包括相同)。

保持部件115的中央空间115a在阀体113的轴向上的长度比压电元件114在阀体113的轴向上的长度短。因此，当压电元件114被嵌入保持部件115的中央空间115a中时，保持板弹簧116的弹簧部116a和116b被拉伸。

其结果是，当压电元件114沿图4中的箭头a所示的方向收缩时，保持板弹簧116也沿图4中的箭头b所示的方向收缩。如此，就在阀体113上作用有在打开喷嘴111的方向上牵拉阀体113的施加力。

这里，当通过电压施加单元200施加电压时，压电元件114以D31模式动作，并且在打开喷嘴111的方向上驱动阀体113。换句话说，向压电元件114施加电压使得阀体113在打开喷嘴111的方向上被驱动。

因此，当没有电压施加到压电元件114时，阀体113关闭喷嘴111。如此，即使加压液体被供应到流路112，液体也不从喷嘴111喷射。

向压电元件114施加电压时，压电元件114收缩并且经由保持部件115牵拉阀体113，使得阀体113与喷嘴111分离以打开喷嘴111。因此，供给到流路112的加压液体从喷嘴111喷射。

接着，说明本实施方式的作用效果。

首先，作为比较例，对驱动阀体113的压电元件以D33模式来动作的情况进行说明，该D33模式是在施加电压时向关闭阀体113的方向延伸的模式。

当压电元件在D33模式下动作时，阀体113在施加电压的状态下被压靠在喷嘴111上并堵塞住喷嘴。当喷射液体时，停止向压电元件施加电压或降低电压以使阀体113在打开方向上移动以打开喷嘴111。

压电元件的D33模式具有高响应性和大位移量的优点，并且具有阀体113的打开和关闭动作的高响应性，因此从喷嘴111喷射的液体的滴速和滴量中允许小变动。

然而，当压电元件中发生由于迁移等引起的功能劣化并且即使在施加电压时也不能维持延伸状态时，阀体113移动到开放位置并且喷嘴111被打开。因此，由于加压液体被供应到流路112，液体就一直喷射。

在本实施方式中，由于压电元件114被配置为以D31模式动作，因此在没有施加电压时，阀体113被保持在阀体113堵塞住喷嘴111的位置处。

当向压电元件114施加电压时，压电元件114收缩，阀体113打开，液体就从喷嘴111喷射。

因此，即使在压电元件114中发生由于迁移等引起的功能劣化，阀体113也不会移动到喷嘴111被打开的位置，因此液体不会一直喷射。

这里，当压电元件114以D31模式动作时，响应性和位移量低于压电元件以D33模式动作的情况。因此，阀体113的开关响应性降低，就可能增加喷射特性的变动。

因此，在本实施方式中，压电元件114由具有并行于压电元件114的第一施力单元(在本实施方式中为保持板弹簧116)的保持部件115保持。换言之，与压电元件114并行地设置在打开喷嘴111的方向上施力阀体113的第一施力单元。

因此，向压电元件114施加电压以使压电元件114收缩并在打开喷嘴111的方向上移动阀体113时，阀体113朝向打开位置的移动受到保持板弹簧116的收缩的辅助。

因此，使阀体113移动的力增大，阀体113对喷嘴111的打开移动的响应性增强，并且喷射特性的变动减小。

另一方面，当诸如螺旋弹簧的施力部件与压电元件114串联配置时，施力部件的移动独立于压电元件的移动。因此，存在的缺点是，当发生自由振动时，也产生在抑制压电元件的移动的方向上的一些振动。

在本实施方式中，压电元件和第一施力单元并行配置。因此，依存于压电元件的形状产生弹簧力(施加力)，使得压电元件的移动(位移)和施加力可以完全同步且得到辅助。

接着，参照图6说明本公开的第二实施方式。图6所示是第二实施方式所涉及的喷射头的喷射模块的主要部分的放大剖视图。

在本实施方式中，在保持部件115的前端部115b和阀体113的轴部113b之间配置有作为第二施力单元的压缩弹簧117。由于保持部件115被固定在后端部115c侧，因此压缩弹簧117的施加力作用在阀体113阀体113关闭喷嘴111的方向上。

因此，停止向压电元件114施加电压并且阀体113在阀体113关闭喷嘴111的方向上移动时，就通过压缩弹簧117的施加力来辅助阀体113朝向关闭位置(即，阀体113堵塞住喷嘴111的位置)的移动了。

因此，使阀体113移动的力就增大，阀体113朝向关闭位置的移动的响应性增强，并且喷射特性的变动减小。

接着，参照图7说明本公开的第三实施方式。图7所示是第三实施方式所涉及的喷射头的喷射模块的主要部分的放大剖视图。

在本实施方式中，设置位移板118来分隔壳体10的压电元件容纳空间123和轴承部121的与流路112侧为相反一侧上的空间125。位移板118设置在保持部件115和阀体113之间，随着阀体113和保持部件115的移动可以位移。

根据这种构成，即使供给到流路112的加压液体由于密封部件122等的密封不良而通过阀体113和轴承部121之间的间隙泄漏到压电元件114侧，也防止加压液体进入压电元件容纳空间123。

因此，即使液体泄漏，这种构成也能够防止泄漏的液体附着到压电元件114上而导致压电元件114的动作不良。

接着，参照图8说明本公开的第四实施方式。图8所示是第四实施方式所涉及的喷射头的喷射模块的主要部分的放大剖视图。

在本实施方式中，多个喷射模块100被配置成具有包括壳体10、框架部件20和基座部件21的共用壳体。壳体10和框架部件20经由位移板118联接，并且基座部件21安装在框架部件20的开口部。

喷射模块100包括喷嘴板101、流路112、阀体113和压电元件134。在喷嘴板101上形成有喷射液体的喷嘴111。流路112向喷嘴111供给加压液体。阀体113具有针形状并且打开和关闭喷嘴111。压电元件134驱动阀体113。

喷嘴板101和壳体10接合在一起。流路112是形成在壳体10中的多个喷射模块100共用的流路。

弹性体113a设置在阀体113的前端部，并且当弹性体113a被压靠在喷嘴板101上时切实地堵塞住喷嘴111。轴承部121设置在阀体113和壳体10之间，并在轴承部121和阀体113之间设置例如O型环等的密封部件122。

压电元件134被收容到设在框架部件20中的压电元件容纳空间123里。压电元件134被保持在兼作第一施力单元的保持部件115的中央空间115a中。压电元件134和阀体113经由保持部件115的前端部115b彼此同轴连结。

保持部件115具有用于容纳压电元件134的中央空间115a。保持部件115的前端部115b侧与阀体113连结。

保持部件115包括作为第一施力单元的保持板弹簧116。与第一实施方式同样地，保持板弹簧116在与压电元件114的伸缩方向对应的长度方向的两端具有能够弹性变形的弹簧部116a、116b。

保持部件115的中央空间115a在阀体113的轴向上的长度比压电元件134在阀体113的轴向上的长度短。因此，当压电元件134被嵌入保持部件115的中央空间115a中时，保持板弹簧116的弹簧部116a和116b被拉伸。

其结果是，当压电元件134收缩时，保持板弹簧116也收缩。如此，就在阀体113上作用有在打开喷嘴111的方向上牵拉阀体113的施加力。

这里，当通过电压施加单元201施加电压时，压电元件134以D33模式动作，并且在关闭喷嘴111的方向上驱动阀体113。换句话说，向压电元件134施加电压使得阀体113在关闭喷嘴111的方向上被驱动。

因此，在本实施方式中，对压电元件134施加电压来使压电元件134伸长，并且阀体113关闭喷嘴111。此时，即使加压液体被供应到流路112时，液体也不从喷嘴111喷射。

停止或降低对压电元件134施加电压时，压电元件134收缩并且经由保持部件115牵拉阀体113，使得阀体113与喷嘴111分离以打开喷嘴111。因此，供给到流路112的加压液体从喷嘴111喷射。

在喷射模块100中，压电元件144经由保持部件115被配置在压电元件134与基座部件21之间。压电元件144使压电元件134和阀体113向关闭喷嘴111的方向位移。

如果由于迁移等在压电元件134中发生功能劣化并且即使在施加电压时也不能保持伸长状态时，就从电压施加单元202施加电压到压电元件144来伸长压电元件144。

其结果是，压电元件134和阀体113经由保持部件115在压电元件134和阀体113关闭喷嘴111的方向上移动。因此，喷嘴111被阀体113关闭，从而防止液体一直喷射。

如上所述，在本实施方式中，压电元件134在D33模式下动作以获得高响应性和喷射特性并防止一直喷射状态。

使压电元件134和阀体113在阀体113关闭喷嘴111的方向上位移的部件不限于压电元件144。例如，可以使用诸如螺线管的致动器。

此外，在本实施方式中，如在第一至第三实施方式中说明的，在正常动作状态中，可以通过保持板弹簧116(第一施力单元)和压缩弹簧117(第二施力单元)执行辅助。由此，能够进一步提高响应性。压电元件和第一施力单元并行配置。因此，依存于压电元件的形状产生弹簧力(施加力)，使得压电元件的移动(位移)和施加力可以完全同步且得到辅助。

接着，参照图9和10对本公开的第五实施方式进行说明。图9所示是第五实施方式所涉及的喷射头的剖视图。图10所示是图9的喷射头的一个喷射模块的剖视图。

本实施方式所涉及的喷射头1包括在壳体102中配置成一行或多行的多个喷射模块100和流路部件102。被加压的液体经由供给端口11从外部供给到每个喷射模块100，并且未喷射的液体经由收集端口12收集到外部。壳体10设置有连接器2。

喷射模块100包括喷嘴板101、流路部件102、阀体113和压电元件114。在喷嘴板101上形成有喷射液体的喷嘴111。流路部件102形成向喷嘴111供给加压液体的流路112。阀体113具有针形状并且打开和关闭喷嘴111。压电元件114驱动阀体113。

喷嘴板101和流路部件102接合在一起。流路112是形成在流路部件102中的多个喷射模块100共用的流路。如上所述，通过供给端口11供给加压液体，并且从收集端口12收集液体。

弹性体113a设置在阀体113的前端部，并且当弹性体113a被压靠在喷嘴板101上时切实地堵塞住喷嘴111。

作为引导阀体113的移动的引导部件的滑动轴承127设置在阀体113和壳体10之间。通过滑动轴承127来引导阀体113的移动，能够抑制阀体113与喷嘴111之间的中心轴的偏移，能够减少喷射弯曲。

密封部件122设置在阀体113和流路部件102之间。

压电元件114被容纳在壳体10的压电元件容纳空间123中。压电元件114被保持在兼作第一施力单元的保持部件115的中央空间115a中。压电元件114和阀体113经由保持部件115的前端部115b彼此同轴连结。

保持部件115具有用于容纳压电元件114的中央空间115a。保持部件115的前端部115b侧与阀体113连结，保持部件115的后端部115c侧由安装于壳体10的压电元件固定轴124来固定。

保持部件115包括作为第一施力单元的保持板弹簧116。在本实施方式中，保持板弹簧116仅在与压电元件114的伸缩方向对应的长边方向的一端部侧(即，安装有阀体113的一侧)具有能够弹性变形的弹簧部116a。

保持部件115的中央空间115a在阀体113的轴向上的长度比压电元件114在阀体113的轴向上的长度短。因此，当压电元件114被嵌入保持部件115的中央空间115a中时，保持板弹簧116的弹簧部116a被拉伸。

其结果是，当压电元件114收缩时，保持板弹簧116也收缩。如此，就在阀体113上作用有在牵拉阀体113的方向(换言之，使阀体113与喷嘴111分离的方向)上的施加力。

这里，压电元件114以D31模式动作，其中当电压施加到压电元件114时，压电元件114在打开阀体113的方向上收缩。

因此，当没有电压施加到压电元件114时，阀体113关闭喷嘴111。如此，即使加压液体被供应到流路112，液体也不从喷嘴111喷射。

向压电元件114施加电压时，压电元件114收缩并且经由保持部件115牵拉阀体113，使得阀体113与喷嘴111分离以打开喷嘴111。因此，供给到流路112的加压液体从喷嘴111喷射。

另外，在滑动轴承127与压电元件114的前端部(保持部件115的前端部115b)之间配置有对阀体113与壳体10之间进行密封的O型环等的弹性部件128。另外，配置有例如O型环等的弹性部件129来对压电元件固定轴124与壳体10之间进行密封。

因此，容纳压电元件114的压电元件容纳空间123与外部空气屏蔽，并且保护压电元件114不受湿气影响。

接着，参照图11说明本公开的第六实施方式。图11所示是第六实施方式所涉及的喷射模块的保持部件的放大图。

在本实施方式中，保持板弹簧116在保持板弹簧116的长边方向的两端部具有弹簧部116a和弹簧部116b。弹簧部116a和弹簧部116b的弹簧常数彼此不同。在此，将安装有阀体113一侧的弹簧部116a中的狭缝115d数量设定为6个(各3个)，将安装有阀体113一侧的相反侧的弹簧部116b的狭缝115d数量设定为4个(各2个)。如此，弹簧部116a和弹簧部116b的弹簧常数变为不同。

如上所述，由于设置在保持板弹簧116的两个端部处的弹簧部116a和弹簧部116b之间的弹簧常数不同，所以可以使压电元件114的位移速度在伸展侧和收缩侧不同。

例如，通过增加阀体113侧的弹簧数量来增加收缩速度，并且通过增加与阀体113侧为相反侧的弹簧数量来增加伸展速度。

接着，参照图12来说明本公开的第七实施方式。图12所示是第七实施方式所涉及的喷射模块的保持部件的放大图。

在本实施方式中，保持板弹簧116在保持板弹簧116的长边方向的两端部具有弹簧部116a和弹簧部116b，并在长边方向的中央部具有弹簧部116c。弹簧部116c的构成与弹簧部116a、116b的构成相同。

以这种方式，弹簧部116a、116b和116c设置在保持板弹簧116的两个端部和中央部。如此，整个保持板弹簧116能够位移，并且压电元件114的位移力能够无浪费地传递到阀体113。

接着，参照图13来说明本公开的第八实施方式。图13所示是第八实施方式所涉及的喷射模块的保持部件的放大图。

在本实施方式中，保持板弹簧116在保持板弹簧116的长边方向的两端部具有弹簧部116a和弹簧部116b。弹簧部116a和弹簧部116b的弹簧常数彼此不同。在此，安装有阀体113一侧的弹簧部116a的狭缝115d之间的间隔da比与安装有阀体113一侧为相反侧的弹簧部116b的狭缝115d之间的间隔db宽。如此，弹簧部116a和弹簧部116b的弹簧常数变为不同。

如上所述，由于设置在保持板弹簧116的两个端部处的弹簧部116a和弹簧部116b之间的弹簧常数不同，所以可以使压电元件114的位移速度在伸展侧和收缩侧不同。

接着，参照图14和15来说明本公开的第九实施方式。图14所示是第九实施方式所涉及的由液体喷射装置来打印作为打印对象的飞机时的示图。图15所示是液体喷射装置的立体图。

液体喷射装置500包括直线导轨504和多关节型机器人505。直线导轨504使搭载有包括喷射头1的喷射单元501的作为移动体的滑架直线往复运动。多关节型机器人505将直线导轨504适当地移动到预定位置并将直线导轨504保持在该位置处。

多关节型机器人505包括可以像人的手臂一样通过多个关节自由地移动的机器人臂505a，并且可以自由地移动机器人臂102a的前端并将前端定位在准确的位置处。

作为多关节型机器人505，例如，可以使用包括六个轴(换言之，六个关节)的六轴控制型工业机器人。根据六轴控制型多关节型机器人，通过预先向多关节型机器人教导关于动作的信息，就可以非常准确且快速地使直线导轨504位于面对打印对象700(在该示例中为飞机)的指定位置。机器人505不限于六个轴，可以使用具有诸如五个轴或七个轴的适当数量的轴的多关节型机器人。

机器人505的机器人臂505a设置有分叉成两个分支的叉形支撑部件524。垂直直线导轨523a安装在支撑部件524的左分支524a的末端，垂直直线导轨523b安装在右分支524b的末端，使得垂直直线导轨523a与垂直直线导轨523b彼此平行。

可移动地保持喷射单元501的直线导轨504的两端被支撑为架设两个垂直直线导轨523a和523b。

喷射单元501包括例如喷射黑色、青色、品红色、黄色和白色的不同颜色的液体的多个喷射头1，或者具有喷射这种不同颜色的液体的多个喷嘴阵列的喷射头1。从液体罐530将各种颜色的液体加压供给到喷射单元501的各喷射头1或喷射头1的各喷嘴列。

在液体喷射装置500中，直线导轨504通过机器人505被移动到与打印对象700的期望的打印区域面对的位置。液体喷射装置500通过一边驱动喷射头1的各喷射模块100的压电元件114(或压电元件134)，一边根据打印数据沿着直线导轨504移动喷射单元501来执行打印。

当一行的打印完成时，就驱动垂直直线导轨523a和523b将喷射单元501的喷射头1从一行移动到下一行。

通过重复该动作，可以在打印对象700的期望打印区域中执行打印。

接着，参照图16和17来说明本公开的第十实施方式。图16所示是第十实施方式所涉及的液体喷射装置的立体图。图17所示是液体喷射装置的驱动单元的立体图。

本实施方式所涉及的液体喷射装置500包括可移动框架单元802，其被安装为面对例如车辆的引擎盖等的具有曲面的打印对象700。在构成框架单元802的右框架部件811和左框架部件810上，以架设在右框架部件811和左框架部件810之间的方式安装有可动单元813。可动单元813可以在垂直方向(即，图16中箭头Y所示的方向)上升降。

可动单元813设置有驱动单元803和喷射单元501。驱动单元803具有内置电机，并且能够在可动单元813上沿水平方向(图16中的箭头X方向)往复移动。喷射单元501安装在驱动单元803上，向打印对象700喷射液体。

液体喷射装置500还包括控制从喷射单元501喷射液体、驱动单元803的往复移动和可动单元813的升降的控制器805，以及向控制器805发出指令的诸如个人计算机(PC)的信息处理装置806。信息处理装置806连接到数据库单元(DB单元)807，其记录和存储打印对象700的诸如形状和尺寸的信息。

框架单元802包括由金属柱状体等形成的上框架部件808、下框架部件809、右框架部件811和左框架部件810。框架单元802还包括右脚部件812b和左脚部件812a，它们以直角且水平地安装到下框架部件809的两侧，以便使框架单元802自行站立。

架设在右框架部件811和左框架部件810之间的可动单元813的构成是在支撑驱动单元803的同时上下升降。

打印对象700被配置为垂直于液体喷射方向(由图16中的箭头Z指示)，换句话说，是面对由框架单元802的上框架部件808、下框架部件809、右框架部件811和左框架部件810形成的平面。

在这种情况下，为了将打印对象700定位在要执行打印的预定位置处，例如，打印对象700的打印区域的背侧可以通过安装在多关节型手臂机器人的前端的夹头来吸附和保持。使用多关节型手臂机器人使得打印对象700准确地位于打印位置并准确地改变打印对象700的的姿势。

如图17所示，驱动单元803被配置为在可动单元813上沿水平方向(X方向)可以往返移动。可动单元813包括导轨830、齿条831、直线引导件832、小齿轮单元833、电机834和旋转编码器835。导轨830在框架单元802的右框架部件811和左框架部件810之间水平地延伸。齿条831与导轨830平行地配置。直线引导件832外嵌在导轨830的一部分上，能够一边滑动一边移动。小齿轮单元833与直线引导件832连结，并与齿条831啮合。电机834设置有减速齿轮836并旋转地驱动小齿轮单元833。旋转编码器835检测打印点位置。

通过驱动电机834(正转或反转)，使喷射单元501沿着可动单元813向右方向或左方向移动。驱动单元803的功能是作为喷射单元501在X方向上的驱动机构。在减速器836的壳体的两侧安装有限位开关37a、37b。

喷射单元501包括例如喷射黑色、青色、品红色、黄色和白色的不同颜色的液体的多个喷射头1，或者具有喷射这种不同颜色的液体的多个喷嘴阵列的喷射头1。从液体罐将各种颜色的液体加压供给到喷射单元501的各喷射头1或喷射头1的各喷嘴列。

在液体喷射装置500中，可动单元813在Y方向上移动，喷射单元501在X方向上移动，以在打印对象700上打印期望的图像。

接着，参照图18和19来说明本公开的第十一实施方式。图18所示是第十一实施方式所涉及的液体喷射装置的主要部分的俯视说明图。图19所示是图18的液体喷射装置的主要部分的侧视图。

本实施方式所涉及的液体喷射装置500是串行型打印装置，并且滑架403通过主扫描移动机构493沿着主扫描方向往复移动。主扫描移动机构493包括例如引导件401、主扫描电机405和同步带408。引导件401架设在右侧板491B和左侧板491A之间，以可移动地保持滑架403。主扫描电机405经由架设在驱动带轮406和从动带轮407之间的同步带408使滑架403在主扫描方向上往复移动。

包括本公开的实施方式所涉及的喷射头1的喷射单元501搭载在滑架403上。喷射单元501的喷射头1喷射不同颜色的液体，例如黄色(Y)、青色(C)、品红色(M)和黑色(K)。

液体喷射装置500还包括用于输送片材410的输送机构495。输送机构495包括用作输送手段的输送带412和驱动输送带412的副扫描电机416。

输送带412吸引片材410并且将片材410输送到面对喷射头1的位置。输送带412是在输送辊413和张紧辊414之间伸展的环形带。片材410通过静电力或空气抽吸而被吸引到输送带412。

当输送辊413经由同步带417和同步带轮418被副扫描电机416旋转驱动时，输送带412在副扫描方向上圆向移动。

在滑架403的主扫描方向的一侧，维护和恢复喷射头1的维护机构420配置在输送带412的横向侧上。

维护机构420包括例如盖住喷射头1的喷嘴面(即，形成有喷嘴的面)的罩盖421和擦拭喷嘴面的擦拭部件310。

主扫描移动机构493、维护机构420和输送机构495安装在包括侧板491A和491B以及背板491C的壳体上。

在具有上述构成的液体喷射装置500中，片材410被供给并吸引到输送带412上，并且通过输送带412的周向移动而在副扫描方向上输送。

在主扫描方向上移动滑架403时，响应于图像信号来驱动喷射头1，以将液体喷射到未移动的片材410上，从而记录图像。

接下来，参照图20来说明喷射单元的另一示例。图20所示是喷射单元的另一示例的主要部分的俯视图。

在上述打印装置500的组件或部件中，图20所示的喷射单元501包括壳体部分，该壳体部分包括侧板491A和491B以及后板491C、主扫描移动机构493、滑架403和喷射头1。

注意，喷射单元可以具有这样的构成，其中上述维护机构420进一步安装到例如喷射单元491的侧板501B。

接下来，参照图21来说明喷射单元的又一个示例。图21所示是喷射单元的又一个示例的前视图。

图20所示的喷射单元501具有安装了流路组件444的喷射头1，以及与流路组件444连接的管456。

流路组件444配置在罩盖442内部。用于与喷射头1电连接的连接器443设置在流路组件444上。

在本公开中，喷射的液体不限于特定液体，只要该液体具有从头部(液体喷射头部)喷射的粘度或表面张力即可。然而，优选地，液体的粘度在常温和常压下或通过加热或冷却不大于30MPa·s。液体的例子包括有溶液、悬浮液或乳液，例如包含诸如水和有机溶剂的溶剂、诸如染料和颜料的着色剂、诸如可聚合化合物、树脂和表面活性剂的功能性材料、诸如脱氧核糖核酸(DNA)、氨基酸、蛋白质和钙的生物相容性材料、或诸如天然着色剂的可食材料。这种溶液、悬浮液和乳液用于例如喷墨墨水、表面处理液、电子元件和发光元件的组件或电子电路的抗蚀图案的形成液体、或三维造型用材料液。

产生能量以喷射液体的能量源的示例包括有压电致动器(层压型压电元件或薄膜压电元件)、采用诸如热电阻的热电转换元件的热致动器、以及包括隔膜和对置电极的静电致动器。

喷射单元是包括喷射头和功能部件或单元的一体化单元，并且是与液体喷射有关的部件的组装件。喷射单元的示例包括喷射头与喷头罐、滑架、供给机构、维护机构、主扫描移动机构和液体循环设备中的至少一个的组合。

在本文中，术语"组合"或"一体化"是指通过紧固、拧紧、粘结来将喷射头和功能部件(或机构)相互固定，或者是喷射头和功能部件中的一方相对于另一方被保持能够移动。喷射头、功能部件和机构也可以能够拆卸地彼此安装。

例如，喷射头和喷头罐被一体化为喷射单元。可替换地，喷射头可以通过管等与喷头罐连结以一体地形成喷射单元。这里，包括过滤器的单元可以进一步被添加到喷射单元的喷头罐和喷射头之间的部位。

喷射单元的示例还包括其中喷射头和滑架被一体化的喷射单元。

喷射单元的示例包括其中喷射头可移动地保持在构成扫描移动机构的一部分的引导部件上，并且喷射头和扫描移动机构被一体化的喷射单元。喷射单元的示例包括其中喷射头、滑架和主扫描移动机构被一体化为单个单元的喷射单元。

喷射单元的示例还包括这样的喷射单元，其中喷射头、滑架和维护机构以喷射头搭载在滑架上并且维护机构的罩盖固定在滑架上的方式被一体化。

喷射单元的示例还包括这样的喷射单元，其中，管与搭载有流路部件的喷头罐或喷射头连接，来将喷射头和供给机构作为一个单元来一体化。通过该管，液体储存源的液体被供给到喷射头。

主扫描移动机构可以仅是引导件。供应单元可以仅是管或仅是装填单元。

这里使用的术语"液体喷射装置"还表示包括喷头或驱动喷头来喷射液体的喷射单元的装置。液体喷射装置可以是例如能够将液体喷射到可粘附液体的材料上的装置，或者朝向气体或液体中喷射液体的装置。

液体喷射装置可以包括与可粘附液体的材料的供给、输送和排纸有关的手段，并且还包括预处理装置和后处理装置。

液体喷射装置可以是例如通过喷墨而在片材上形成图像的图像形成装置，或者是将成型液体喷射到粉末材料形成为层的粉末层来形成三维物品的三维装置。

液体喷射装置不限于喷射液体以可视化诸如字母或图形的有意义的图像的装置。例如，液体喷射装置可以是形成诸如无意义图案之类的无意义图像的装置或者对三维图像进行造型的装置。

上述术语"可粘附液体的材料"表示例如液体能够至少暂时地附着于其上的材料或介质、液体能够附着于其上且牢固粘附的材料或介质、或者液体能够粘附且渗透其中的材料或介质。"可粘附液体的材料"的具体示例包括但不限于诸如纸片的记录介质、记录纸、记录纸片、膜或布，诸如电子基板或压电元件的电子组件，以及诸如层叠粉、器官模型或测试单元的介质。"可粘附液体的材料"包括任何粘附液体的材料，除非特别限定。

作为可粘附液体的材料，包括即使是暂时能够附着液体的任何材料，例如纸、丝线、纤维、布、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷等。

液体喷射装置可以是使喷射头和能够粘附液体的材料相对移动的装置。然而，液体喷射装置不限于这种装置。例如，液体喷射装置可以是移动喷射头的串行喷头装置或不移动喷射头的线性喷头装置。

液体喷射装置的示例还包括将处理液喷射到片材上来将处理液涂敷到片材表面上以改造片材表面的处理液涂敷装置，和其中将包含分散在溶液中的原材料的组成液通过喷嘴喷射以对原材料的细颗粒进行造粒的喷射造粒装置。

这里使用的术语"图像形成"、"记录"、"印刷"、"图像印刷"和"造型"可以彼此同义地使用。

在上述实施方式中，说明了本公开的示例，并且本公开的实施方式不限于上述实施方式的构成。具体地，在各个实施方式中示出的各个部分和组件的特定形状和数值仅仅是本公开的实施方式的示例，并且本公开的技术范围不限于此。本公开能够在不脱离权利要求书所记载的技术思想的范围内进行适当变更。

本专利申请基于2020年3月23日在日本专利局提交的日本专利申请No.2020-050474和2020年10月9日在日本专利局提交的日本专利申请No.2020-171568并要求其优先权，这些专利申请中的每一个的全部公开内容通过引用并入本文。

附图标记列表

1喷射头

10壳体

20框架部件

21基座部件

100喷射模块

101喷嘴板

102流路部件

111喷嘴

112液体室

113阀体

114压电元件

115保持部件

116保持板弹簧(第一施力单元)

117压缩弹簧(第二施力单元)

118位移板

123压电元件容纳空间

200、201、202电压施加单元

500液体喷射装置

501喷射单元

700打印对象

Claims (14)

1.一种喷射头，包括：

喷嘴，被配置为喷射液体；

阀体，被配置为打开和关闭所述喷嘴；

压电元件，被配置为驱动所述阀体，以及

第一施力单元，与所述压电元件并行设置，

其中，所述压电元件被配置为当向所述压电元件施加电压时在打开所述喷嘴的方向上驱动所述阀体，并且

所述第一施力单元被配置为在打开所述喷嘴的所述方向上施力所述阀体。

2.根据权利要求1所述的喷射头：

还包括与所述压电元件串行设置的第二施力单元，

所述第二施力单元被配置为在关闭所述喷嘴的方向上施力所述阀体。

3.根据权利要求1或2所述的喷射头：

还包括设置在所述压电元件和所述阀体之间的位移板，

所述位移板被配置为随着所述压电元件的位移而位移。

4.一种喷射头，包括:

喷嘴，被配置为喷射液体；

阀体，被配置为打开和关闭所述喷嘴；

压电元件，被配置为驱动所述阀体，以及

被配置为使所述压电元件和所述阀体在关闭所述喷嘴的方向上位移的单元，

其中，所述压电元件被配置为当施加有电压时在关闭所述喷嘴的所述方向上驱动所述阀体。

5.根据权利要求4所述的喷射头：

还包括与所述压电元件并行设置的第一施力单元，

所述第一施力单元被配置为在打开所述喷嘴的方向上施力所述阀体。

6.根据权利要求4所述的喷射头：

还包括与所述压电元件串行设置的第二施力单元，

所述第二施力单元被配置为在关闭所述喷嘴的所述方向上施力所述阀体。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的喷射头：

还包括被配置为引导所述阀体的移动的引导部件。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的喷射头，还包括：

供给加压液体的流路，所述流路与所述喷嘴连通，以及

对所述压电元件和所述流路之间进行分隔的位移板，

其中，所述位移板被配置为随着所述阀体的移动而位移。

9.根据权利要求1、2、3和5中任一项所述的喷射头：

其中，所述第一施力单元包括至少在所述压电元件的沿所述压电元件延伸或收缩的方向的两个端部处能够弹性变形的弹簧部。

10.根据权利要求9所述的喷射头：

其中，所述第一施力单元包括在所述压电元件延伸或收缩的所述方向上的中央部能够弹性变形的弹簧部。

11.根据权利要求9或10所述的喷射头：

其中，在所述压电元件的沿所述压电元件延伸或收缩的方向的两个端部处的弹簧部具有不同的弹簧常数。

12.一种喷射单元，其包括权利要求1至11中任一项所述的喷射头。

13.一种液体喷射装置，其包括权利要求12所述的喷射单元。

14.一种液体喷射装置，其包括权利要求1至11中任一项所述的喷射头。

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