CN116160771A - 液体喷出头 - Google Patents
液体喷出头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116160771A CN116160771A CN202210830851.3A CN202210830851A CN116160771A CN 116160771 A CN116160771 A CN 116160771A CN 202210830851 A CN202210830851 A CN 202210830851A CN 116160771 A CN116160771 A CN 116160771A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- common
- pressure chamber
- chamber
- liquid ejection
- ejection head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14209—Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14362—Assembling elements of heads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14419—Manifold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/08—Embodiments of or processes related to ink-jet heads dealing with thermal variations, e.g. cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/12—Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head
Abstract
本发明涉及液体喷出头,能够通过简单的结构除去气泡。实施方式的液体喷出头具备共用液室、共用压力室、致动器、基板、喷嘴板、缓冲器和旁通流路。共用液室具有开口。共用压力室与所述共用液室连接。致动器具有与所述共用压力室连接的多个压力室。基板设置有所述致动器,并与所述致动器一起形成所述共用压力室。喷嘴板具有分别配置于所述多个压力室的多个喷嘴。缓冲器覆盖所述共用液室的所述开口。旁通流路连接所述共用液室以及所述共用压力室。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及液体喷出头。
背景技术
作为液体喷出装置所使用的液体喷出头的例子,已知一种喷出油墨的喷墨头。此外,也已知一种具有在喷出油墨时用于使共用压力室的负压恒定的缓冲器的喷墨头。喷墨头需要在填充油墨时将内部的气泡除去。但是,这样的喷墨头存在缓冲器局部残留较多气泡的问题。此外,也已知如下技术:作为喷墨头,在缓冲室设置有肋,通过与油墨的流动相同的路径来冲走气泡。这样的喷墨头需要具备用于排出气泡而与外部气体连通的路径,而喷墨头变大型化。
发明内容
本发明要解决的课题在于,提供能够通过简单的结构除去气泡的液体喷出头。
实施方式的液体喷出头具备共用液室、共用压力室、致动器、基板、喷嘴板、缓冲器和旁通流路。共用液室具有开口。共用压力室与所述共用液室连接。致动器具有与所述共用压力室连接的多个压力室。基板设置有所述致动器,并与所述致动器一起形成所述共用压力室。喷嘴板具有分别配置于所述多个压力室的多个喷嘴。缓冲器覆盖所述共用液室的所述开口。旁通流路连接所述共用液室以及所述共用压力室。
附图说明
图1是示出实施方式的液体喷出头的结构的立体图。
图2是示出实施方式的液体喷出头的头主体以及歧管单元的结构的立体图。
图3是示出实施方式的头主体的结构的俯视图。
图4是示出实施方式的歧管单元的结构的俯视图。
图5是通过图4中V-V线截面示出实施方式的头主体以及歧管单元的结构的剖视图。
图6是示出实施方式的头主体以及歧管单元的结构的剖视图。
图7是示出实施方式的头主体以及歧管单元的流路结构的一部分的立体图。
图8是示出实施方式的头主体以及歧管单元的流路结构的一部分的俯视图。
图9是示出实施方式的头主体以及歧管单元的流路结构的一部分的侧视图。
图10是示出实施方式的头主体以及歧管单元的流路结构的一部分的侧视图。
图11是示出共用压力室的压力变化的说明图。
图12是示出共用压力室的压力变化的说明图。
图13是示出共用压力室的压力变化的说明图。
图14是示出共用压力室的压力变化的说明图。
图15是示出共用压力室的压力变化的说明图。
图16是示出共用压力室的压力变化的说明图。
图17是示出缓冲器的宽度与应变面积的关系的说明图。
图18是示出缓冲器的宽度与应变面积的关系的说明图。
图19是示出实施方式的液体喷出装置的结构的说明图。
附图标记说明:
1:液体喷出头;2:液体喷出装置(喷墨记录装置);11:头主体;12:歧管单元;13:电路基板;14:罩;111:基板;112:框体;113:致动器;114:喷嘴板;116:共用压力室;121:歧管;122:顶板;123:油墨供给管;124:油墨排出管;125:温度调节水供给管;127:缓冲器;128:旁通流路;1111:供给口;1112:排出口;1131:压力室;1133:壁;1141:喷嘴;1161:第一共用压力室;1162:第二共用压力室;1163:第三共用压力室;1211:共用液室;1212:排出流路;1213:温度调节用流路;1221:开口;2001:输送通道;2111:壳体;2112:介质供给部;2113:图像形成部;2114:介质排出部;2115:输送装置;2116:温度调节装置;2117:维护装置;2118:控制部;2120:支承部;2130:头单元;2132:供给罐;2134:泵;2135:连接流路;12111:顶板部;21121:供纸盒;21141:排纸托盘;21161:温度调节水罐;21162:温度调节用电路;21201:输送带;21202:支承板;21203:带辊;21211~21218引导板对;21221~21228:输送用辊;P:纸张。
具体实施方式
以下,参照图1至图19,对实施方式的液体喷出头1以及使用了液体喷出头1的液体喷出装置2进行说明。图1是示出实施方式的液体喷出头1的结构的立体图。图2是示出液体喷出头1的头主体11以及歧管单元12的结构的立体图,图3是省略喷嘴板114而示出头主体11的结构的俯视图,图4是示出歧管单元12的结构的俯视图。
图5是通过图4中V-V线截面示出头主体11以及歧管单元12的结构的剖视图,图6是示出头主体11以及歧管单元12的结构的剖视图。图7是示出头主体11以及歧管单元12的流路结构的一部分的立体图,图8是示出头主体11以及歧管单元12的流路结构的一部分的俯视图,图9以及图10是示出头主体11以及歧管单元12的流路结构的一部分的侧视图,图9以及图10从不同的方向示出。图11至图16是示出因缓冲器127的形状差异引起的共用压力室的压力变化的说明图,图17以及图18是示出缓冲器127的形状与应变面积的关系的说明图。图19是示出液体喷出装置2的结构的说明图。另外,在各图中,为了进行说明,适当对结构进行放大、缩小或省略地示出。
液体喷出头1例如是设置于图19所示的喷墨记录装置等液体喷出装置2的喷墨头。液体喷出头1设置于头单元2130,该头单元2130包括设置于液体喷出装置2的作为液体容纳部的供给罐2132。
液体喷出头1被供给在供给罐2132中贮留的作为液体的油墨。另外,液体喷出头1可以是不使油墨循环的非循环型头,此外,也可以是使油墨循环的循环型头。在本实施方式中,使用非循环型头的例子来说明液体喷出头1。此外,液体喷出头1与设置于液体喷出装置2的温度调节装置2116连接,并被供给进行油墨的温度控制的温度调节用液体(温度调节水)。
如图1至图5所示,液体喷出头1具备头主体11、歧管单元12、电路基板13和罩14。例如,液体喷出头1是具有两组头主体11的侧面喷射(side shooter)式的四列一体构造头,其中,该头主体11具有一对致动器113。
头主体11喷出液体。如图3、图5以及图6所示,头主体11具备基板111、框体112、致动器113和喷嘴板114。此外,头主体11具有共用压力室116。在本实施方式的例子中,使用一个头主体11具有两个致动器113的例子进行说明。
基板111例如通过陶瓷材料而形成为矩形板状。基板111例如形成为在一个方向上较长的矩形状。基板111具有单个或多个供给口1111、和单个或多个排出口1112。在基板111设置一对致动器113,同时形成用于驱动致动器113的布线图案。供给口1111以及排出口1112是贯通基板111的两主面间的贯通孔。
例如,在与共用压力室116的后述的第一共用压力室1161对置的位置处,设置单个供给口1111。供给口1111例如是沿着第一共用压力室1161的长边方向而在一个方向上较长的长孔。
例如,在与共用压力室116的后述的两个第三共用压力室1163之中一方的第三共用压力室1163对置的位置处,设置两个排出口1112。此外,例如,在一对致动器113的长边方向上,在与一侧的端部邻接的基板111设置排出口1112。
框体112通过粘接剂等固定在基板111的一侧的主面。框体112包围设置于基板111的供给口1111、多个排出口1112以及致动器113。
例如,框体112形成为矩形框状,从而形成沿着框体112的长边方向而在一个方向上较长的开口。在框体112的开口处配置一对致动器113、供给口1111以及两个排出口1112。
一对致动器113粘接于基板111的安装面。一对致动器113隔着供给口1111排列成两列地设置于基板111。致动器113形成为在一个方向上较长的板状。致动器113配置在框体112的开口内,并粘接于基板111的主面。作为具体例,以使彼此的极化方向为相反朝向的方式,将在一个方向上较长的矩形板状的两块压电材料对置粘接,而形成致动器113。在此,压电材料例如是PZT(锆钛酸铅)。致动器113例如通过具有热固化性的环氧系粘接剂而粘接于基板111的安装面。
致动器113例如具有在长边方向上等间隔地配置的多个压力室1131。致动器113在与基板111侧相反的主面侧,在致动器113的长边方向上形成多个槽,通过该槽形成压力室1131。换言之,致动器113具有在长边方向上等间隔地配置的、在之间形成槽的多个壁。多个壁1133在相邻的壁之间形成多个压力室1131。壁1133是通过施加驱动电压而使压力室1131的容积发生变化的作为驱动元件的压电体。
致动器113的与基板111相反侧的面粘接于喷嘴板114。此外,致动器113形成有用于驱动多个压力室1131的布线图案。
压力室1131是在液体喷出头1的印字等动作时用于使油墨从喷嘴1141喷射的压力室。另外,在本实施方式中,对致动器113具有多个压力室1131的例子进行了说明,但例如也可以是具有与多个压力室1131交替配置的空气室的结构。在具有与压力室1131邻接的空气室的情况下,在喷嘴板114中,在与压力室1131对置的部分配置喷嘴1141,而在与空气室对置的部分不配置喷嘴1141。即,不从空气室喷出油墨。空气室例如利用由感光性树脂所形成的壁来堵塞致动器113的槽的两端。通过利用基板111、喷嘴板114以及两端的壁来堵塞致动器113的槽,而形成空气室。
喷嘴板114形成为板状。喷嘴板114通过粘接剂等固定在框体112的与基板111相反侧的主面。喷嘴板114具有在与多个压力室1131对置的位置处所形成的多个喷嘴1141。在本实施方式中,喷嘴板114具有两列在一个方向上排列多个喷嘴1141的喷嘴列。
与多个压力室1131对置的多个喷嘴1141是在液体喷出头1的印字等动作时喷射油墨的孔。
共用压力室116与供给口1111连通。共用压力室116设置在一对致动器113的周围。具体而言,共用压力室116与各致动器113的多个压力室1131的一次侧以及二次侧连通。此外,共用压力室116与排出口1112连通。
作为具体例,共用压力室116具有:第一共用压力室1161,在一个方向上较长;两个第二共用压力室1162,在一个方向上较长;以及第三共用压力室1163,使第一共用压力室1161的两端与两个第二共用压力室1162的两端连续。此外,共用压力室116通过第一共用压力室1161将供给口1111和致动器113的多个压力室1131的一次侧连通,并通过第二共用压力室1162将第三共用压力室1163和多个压力室1131的二次侧连通。
压力室1131的一次侧是液体流动的方向上的压力室1131的上游侧,在本实施方式中是压力室1131的第一共用压力室1161侧。压力室1131的二次侧是液体流动的方向上的压力室1131的下游侧,但在本实施方式中是压力室1131的第二共用压力室1162侧。
第一共用压力室1161形成于一对致动器113之间。第一共用压力室1161构成从供给口1111向各致动器113的多个压力室1131的一次侧的开口的油墨流路。此外,第一共用压力室1161构成从供给口1111向第一共用压力室1161(致动器113)的长边方向的两端部侧的两个第三共用压力室1163的油墨流路。
第二共用压力室1162分别形成于各致动器113与框体112之间。第二共用压力室1162形成从第三共用压力室1163向多个压力室1131的二次侧的开口的油墨流路。
第三共用压力室1163例如与致动器113的长边方向的两端邻接。第三共用压力室1163在一对致动器113的长边方向的两端侧连通第一共用压力室1161以及第二共用压力室1162。第三共用压力室1163形成一部分油墨流路,该一部分油墨流路不从第一共用压力室1161经过各致动器113的多个压力室1131,而到达第二共用压力室1162。此外,第三共用压力室1163形成从第一共用压力室1161以及两个第二共用压力室1162向排出口1112的油墨路径。
如图1、图2、图4至图6所示,歧管单元12具备歧管121、顶板122、油墨供给管123、油墨排出管124、一对温度调节用管即温度调节水供给管125及温度调节水排出管、缓冲器127和旁通流路128。另外,能够适当设定油墨供给管123、油墨排出管124、温度调节水供给管125以及温度调节水排出管的数量。
歧管121形成为板状或块状。如图6至图9所示,歧管121具备:共用液室1211,与基板111的供给口1111连续,形成液体供给流路;排出流路1212,与基板111的排出口1112连续,形成液体排出流路;以及温度调节用流路1213,形成温度调节用的流体的流路。另外,图7至图10是示出由头主体11以及歧管单元12形成的流路的结构的图。
歧管121的一侧的主面固定于基板111的主面。此外,歧管121在与固定有基板111的主面相反的主面固定有顶板122。此外,歧管121例如隔着顶板122而固定有油墨供给管123、油墨排出管124、温度调节水供给管125以及温度调节水排出管。
共用液室1211是通过孔、槽而形成于歧管121的流路。共用液室1211使油墨供给管123以及基板111的供给口1111流体连接。
例如,如图6至图9所示,共用液室1211是沿着致动器113的长边方向以及供给口1111的长边方向延伸的方体状的流路。供给口1111与共用液室1211的下方连续,在共用液室1211的上方即顶板部12111设置缓冲器127。
例如,共用液室1211的基板111侧的长边方向的宽度比供给口1111的长边方向的宽度大,并且顶板部12111的长边方向的宽度比基板111侧的长边方向的宽度小。此外,例如,共用液室1211在与共用液室1211的长边方向正交的短边方向上,上方的顶板部12111的宽度比其他部位(基板111侧)的宽度大。例如,通过将上下分割的两个部件进行一体组装而形成歧管121,基板111侧由下方的部件形成,顶板部12111由上方的部件形成。
排出流路1212是通过孔、槽而形成于歧管121的流路。排出流路1212例如使油墨排出管124以及基板111的两个排出口1112流体连接。
温度调节用流路1213是通过孔、槽而形成于歧管121的流路。温度调节用流路1213使温度调节水供给管125以及温度调节水排出管流体连接。
温度调节用流路1213的两端是与设置于歧管121的一侧的主面的温度调节水供给管125以及温度调节水排出管连接的开口。此外,温度调节用流路1213形成为能够与固定于歧管121的基板111进行热交换。
顶板122设置于与设置歧管121的基板111的面相反的面。顶板122通过覆盖歧管121而将共用液室1211、排出流路1212以及温度调节用流路1213密封。
此外,顶板122连接各管123、124、125,并具有使各管123、124、125以及各流路1211、1212、1213连通的开口。
油墨供给管123与共用液室1211连接。油墨排出管124与排出流路1212连接。温度调节水供给管125以及温度调节水排出管与温度调节用流路1213的一次侧以及二次侧连接。
在本实施方式中,在歧管121的长边方向上,在一端侧配置油墨供给管123,在歧管121的长边方向上,在另一端侧配置油墨排出管124。此外,在歧管121的长边方向上,在一端侧配置温度调节水供给管125以及温度调节水排出管的一方,在歧管121的长边方向上,在另一端侧配置温度调节水供给管125以及温度调节水排出管的另一方。
缓冲器127形成为可弹性变形的薄膜状或薄片状。缓冲器127覆盖共用液室1211的顶板部12111的开口12112。在此,顶板部12111的开口12112是在设置歧管121的顶板122的一侧的面所形成的开口。缓冲器127根据共用液室1211的压力变动而弹性变形。缓冲器127固定在歧管121的顶板部12111的开口12112的周围。此外,例如,缓冲器127被歧管121以及顶板122夹持。缓冲器127的下表面与共用液室1211对置,上表面与顶板122的开口对置。
作为具体例,缓冲器127由聚酰亚胺制的膜形成。缓冲器127形成为矩形状,该矩形状在与在一个方向上较长的共用液室1211的顶板部12111的开口12112的长边方向相同的方向上较长。
作为优选的例子,缓冲器127的短边方向的宽度为4mm以上。缓冲器127的短边方向的宽度是使用于头主体11时能够确保的宽度。在此,缓冲器127的短边方向的宽度是共用液室1211的顶板部12111的开口12112的短边方向的宽度。此外,缓冲器127的厚度为25μm以下。缓冲器127的厚度的下限值是根据共用液室1211的压力而缓冲器127的变形不会塑性变形的厚度,根据缓冲器127的特性来设定。此外,例如,缓冲器127例如使用杨氏模量为3.4GPa的聚酰亚胺制的膜来形成。
以下,基于图11至图18,对缓冲器127的短边方向的宽度、厚度以及杨氏模量与缓冲器127的功能的关系进行说明。
图11至图14示出改变了缓冲器127的短边方向的宽度时的压力的变动。图11至图14将作为共用压力室116的长边方向的端部、共用压力室116的长边方向的中央部以及油墨供给通道的入口而在共用液室1211的入口处检测压力并进行了图表化。此外,图11是将缓冲器127的短边方向的宽度(共用液室1211的顶板部12111的开口12112的短边方向的宽度)W设为1.2mm的例子,图12是将缓冲器127的短边方向的宽度(共用液室1211的顶板部12111的开口12112的短边方向的宽度)W设为2.0mm的例子,图13是将缓冲器127的短边方向的宽度(共用液室1211的顶板部12111的开口12112的短边方向的宽度)W设为3.0mm的例子,图14是将缓冲器127的短边方向的宽度(共用液室1211的顶板部12111的开口12112的短边方向的宽度)W设为4.0mm的例子。
另外,在图11至图14所示的任一个例子中,均以相同的条件驱动液体喷出头1,并且将厚度t设为25μm,使用杨氏模量E为3.4GPa的聚酰亚胺制的膜来形成缓冲器127。
如图11所示,当缓冲器127的短边方向的宽度W为1.2mm时,各位置处的压力的变动为较大的结果。如图11至图14所示,随着缓冲器127的短边方向的宽度变大,而各位置处的压力的变动变小,并且当缓冲器127的短边方向的宽度W为4mm时,基本上未产生各位置处的压力的变动。如从这些压力的变动的结果所明确的那样,当缓冲器127的短边方向的宽度W变大时,压力的峰值以及每个时间的变动数均降低了。也如从这样的结果所明确的那样,当设置缓冲器127时,可得到抑制压力变动的效果。此外,通过将缓冲器127的短边方向的宽度W设为4mm以上,从而能够适宜地抑制压力变动。
图15以及图16是将缓冲器127的厚度t设为50μm以及25μm时的压力变动的关系。另外,在图15以及图16所示的例子中,缓冲器127由缓冲器127的短边方向的宽度W为4.0mm、杨氏模量为3.4GPa的聚酰亚胺制的膜形成。此外,图15以及图16对作为共用压力室116的端部、共用压力室116的中央部以及油墨供给通道的入口的共用液室1211的入口处的压力进行了图表化。
如图15以及图16所示,得到使用了厚度为50μm的缓冲器127时的压力变动为比使用了厚度为25μm的缓冲器127时的压力变动大的结果。特别是,在将缓冲器127的厚度t设为25μm时,基本上未出现压力变动。也如从这样的结果所明确的那样,当设置缓冲器127时,可得到抑制压力变动的效果。此外,通过将缓冲器127的厚度t设为25μm以下而能够适宜地抑制压力变动。
图17以及图18是分别通过缓冲器127的厚度t为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm求出将对缓冲器127成形的聚酰亚胺制的膜的杨氏模量E设为9.1GPa以及3.4GPa时的、应变面积ds相对于缓冲器127的短边方向的宽度的关系的图表。
在此,基于缓冲器127的厚度t(m)以及缓冲器127的短边方向(短边)的宽度W(m)的以下的数学式,求出应变面积ds。
【数学式1】
在此,系数k根据缓冲器127的杨氏模量E而发生变动。例如,在缓冲器127的杨氏模量E为9.1GPa时,系数k是2.066×10-12,在缓冲器127的杨氏模量E为3.4GPa时,系数k是5.530×10-12。
如图17以及图18所示,在各厚度t下,由杨氏模量E为3.4GPa的聚酰亚胺制的膜所制作的缓冲器127的应变面积ds比由杨氏模量E为9.1GPa的聚酰亚胺制的膜所制作的缓冲器127大。
例如,为了增大应变面积ds,优选由杨氏模量E为3.4GPa的聚酰亚胺制的膜来形成缓冲器127。因此,例如,将缓冲器127的短边方向的宽度W设为4mm以上、将缓冲器127的厚度t设为25μm以下、将形成缓冲器127的聚酰亚胺制的膜的杨氏模量E设为3.4GPa,是缓冲器127的优选的例子。
此外,应变面积ds例如希望是3.18×10-10。不过,只要能够使应变面积ds为期望的值,则能够适当设定缓冲器127的厚度t、短边方向的宽度W、杨氏模量E。
如图2、图4、图6至图9所示,旁通流路128将共用液室1211的顶板部12111与共用压力室116或共用压力室116的二次侧连接。旁通流路128例如与共用液室1211的顶板部12111的、与缓冲器127邻接的位置处连接。另外,旁通流路128连接的共用压力室116或共用压力室116的二次侧例如是共用压力室116的第二共用压力室1162或者第三共用压力室1163、排出流路1212或油墨排出管124。旁通流路128的流体阻力比共用液室1211的流体阻力以及共用压力室116的流体阻力大。
旁通流路128将共用液室1211和共用压力室116旁通,从而在维护、填充油墨时,排出共用液室1211内的气泡。旁通流路128的流路截面的形状形成为矩形状、圆形状。旁通流路128的形状例如形成为直线状、一部分弯曲的弯折状等。
即,旁通流路128的流路截面积、长度以及形状被设定为能够防止油墨超过需要地进行流动的面积、长度以及形状。在此,油墨超过需要地进行流动,是在维护、填充油墨时伴随气泡的流动而不阻碍维护或填充油墨的油墨的流动、和/或不会阻碍液体喷出头1的功能的油墨的流动。
对本实施方式的旁通流路128的具体例进行说明。如图7至图9所示的流体结构那样,旁通流路128的一端与共用液室1211的顶板部12111且缓冲器127的正下方、并在共用液室1211的长边方向上与连接油墨供给管123的一侧的相反侧连接。换言之,旁通流路128的一端与共用液室1211的顶板部12111的二次侧且缓冲器127的正下方连接。
此外,旁通流路128的另一端与连接于排出流路1212的油墨排出管124连接。此外,旁通流路128例如流路截面的形状形成为矩形状。旁通流路128的流路截面例如为1mm×1mm。此外,旁通流路128的长度为10mm。此外,旁通流路128例如形成为在三处弯曲90°的形状。
电路基板13的一端经由基板111的布线图案而与致动器113的布线图案连结。电路基板13例如具备布线膜、搭载于布线膜的驱动器IC和安装于布线膜的印刷布线基板。
电路基板13通过驱动器IC对致动器的布线图案施加驱动电压来驱动致动器,使压力室1131的容积增减,使液滴从喷嘴1141喷出。
例如,设置多个布线膜。布线膜例如是安装有驱动器IC的COF(Chip on Film:覆晶薄膜)。驱动器IC经由布线膜而与形成于压力室1131的布线图案电连接。印刷布线基板是搭载有各种电子部件、连接器的PWA(Printing Wiring Assembly:印刷线路组件)。
罩14覆盖或容纳头主体11的一部分、歧管单元12的一部分以及电路基板13。
这样构成的液体喷出头1例如设置于作为图19所示的液体喷出装置2的例子的喷墨记录装置。以下,将液体喷出装置2作为喷墨记录装置2进行说明。液体喷出头1与设置于喷墨记录装置2的作为液体容纳部的供给罐2132连接。液体喷出头1是使油墨在与供给罐2132之间循环的循环型头,或是从供给罐2132供给油墨并且在维护时向维护装置2117排出油墨的非循环型头。以使头主体11的喷嘴板114的喷嘴1141朝向下方的姿态,配置液体喷出头1。
以下,参照图19对具有液体喷出头1的喷墨记录装置2进行说明。喷墨记录装置2具备壳体2111、介质供给部2112、图像形成部2113、介质排出部2114、作为支承装置的输送装置2115、温度调节装置2116、维护装置2117和控制部2118。
喷墨记录装置2是如下喷墨打印机:沿着从介质供给部2112通过图像形成部2113到达介质排出部2114的规定的输送通道2001,一边输送作为喷出对象物即记录介质例如纸张P一边喷出油墨等液体,从而对纸张P进行图像形成处理。
介质供给部2112具备多个供纸盒21121。图像形成部2113具备支承纸张的支承部2120和与支承部2120的上方对置配置的多个头单元2130。介质排出部2114具备排纸托盘21141。
支承部2120具备:输送带21201,呈环状设置于进行图像形成的规定区域;支承板21202,从里侧支承输送带21201;以及多个带辊21203,设置于输送带21201的里侧。
头单元2130具备多个喷墨头即液体喷出头1、分别搭载在各液体喷出头1上的作为液体罐的多个供给罐2132、供给油墨的泵2134、和连接液体喷出头1与供给罐2132的连接流路2135。
在本实施方式中,作为液体喷出头1,具备青色、品红色、黄色、黑色这四色的液体喷出头1和分别容纳这些各颜色油墨的四色的供给罐2132。供给罐2132通过连接流路2135而与液体喷出头1连接。
泵2134例如是由压电泵构成的送液泵。泵2134与控制部2118连接,被控制部2118驱动控制。
连接流路2135具备与液体喷出头1的油墨供给管123连接的供给流路。此外,连接流路2135具备与液体喷出头1的油墨排出管124连接的回收流路。例如,由于液体喷出头1为非循环式,因此回收流路与维护装置2117连接。另外,例如,在液体喷出头1为循环式的情况下,回收流路与供给罐2132连接。
输送装置2115沿着从介质供给部2112的供纸盒21121通过图像形成部2113到达介质排出部2114的排纸托盘21141的输送通道2001,输送纸张P。输送装置2115具备沿着输送通道2001配置的多个引导板对21211~21218和多个输送用辊21221~21228。输送装置2115将纸张P支承为能够与液体喷出头1相对移动。
温度调节装置2116具有温度调节水罐21161、供给温度调节水的配管、软管等的温度调节用电路21162、供给温度调节水的泵以及调整温度调节水的温度的温度调节器等。温度调节装置2116将通过温度调节器调整到规定的温度的温度调节水罐21161的温度调节水利用泵的送水经由温度调节用电路21162而向温度调节水供给管125供给。此外,温度调节装置2116将通过歧管121从温度调节水排出管所排出的水经由温度调节用电路21162而向温度调节水罐21161回收。另外,温度调节器例如是加热器、冷却器。
维护装置2117例如在维护时对残存在喷嘴板114的外表面的油墨进行抽吸并回收。此外,在液体喷出头1为非循环式的情况下,维护装置2117在维护时从喷嘴1141回收头主体11内的油墨。这样的维护装置2117具有贮留所回收的油墨的托盘、罐等。
控制部2118具备:作为处理器的一例的CPU21181;ROM(Read Only Memory:只读存储器),存储各种程序等;RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等的存储器,临时存储各种可变数据、图像数据等;以及接口部,进行来自外部的数据的输入以及数据向外部的输出。
接下来,对作为这样构成的液体喷出头1的液体的油墨的流动进行说明。首先,当向油墨供给管123供给作为液体的油墨时,油墨在歧管121的共用液室1211中流动。并且,油墨从与共用液室1211对置的基板111的供给口1111向第一共用压力室1161移动。
如在图3中由箭头所示的那样,移动到第一共用压力室1161的油墨的一部分向多个压力室1131移动。此外,如在图3中由箭头所示的那样,移动到第一共用压力室1161的油墨的一部分向第三共用压力室1163移动。移动到第三共用压力室1163的油墨向第二共用压力室1162移动。移动到第二共用压力室1162的油墨向多个压力室1131移动。即,在本实施方式的例子中,将油墨从第一共用压力室1161以及第二共用压力室1162的双方向多个压力室1131供给。另外,压力室1131进行驱动而从喷嘴1141喷出进行了驱动的压力室1131内的油墨。
在本实施方式中,由于液体喷出头1为非循环式,因此第二共用压力室1162的油墨向多个压力室1131移动。并且,在维护、填充油墨时等,在开放油墨排出管124的二次侧时,第二共用压力室1162的油墨通过第三共用压力室1163、基板111的排出口1112以及歧管121的排出流路1212而向油墨排出管124移动。
此外,在维护或填充油墨时等,压力室1131进行驱动,而使压力室1131的油墨例如与积留在第一共用压力室1161、第二共用压力室1162以及第三共用压力室1163的气泡一并从喷嘴1141喷出。
此外,由于液体喷出头1为在重力方向上头主体11位于下方、歧管单元12位于上方的姿态,因此在共用液室1211内存在气泡的情况下,共用液室1211内的气泡存在于缓冲器127的正下方。因此,在维护或填充油墨时,共用液室1211内的油墨以及气泡通过旁通流路128向共用压力室116或共用压力室116的二次侧移动,并从共用液室1211内排出。从共用液室1211通过了旁通流路128的气泡,被从喷嘴1141排出。另外,从共用液室1211通过了旁通流路128的气泡,也可以从油墨排出管124向维护装置2117排出。
根据这样构成的液体喷出头1以及使用了液体喷出头1的液体喷出装置2,在与共用压力室116连接的共用液室1211的顶板部12111设置缓冲器127。缓冲器127与共用液室1211的油墨液体接触,根据油墨的压力变动而发生变形。由此,缓冲器127能够抑制压力变动,使与共用液室1211连结的共用压力室116的负压恒定或使共用压力室116的负压大致恒定。
因此,液体喷出头1能够抑制共用液室1211以及共用液室1211的二次侧即共用压力室116以及致动器113等的液体喷出头1的流路中的压力变动。液体喷出头1通过抑制压力变动而能够得到较高的喷出稳定性。
此外,液体喷出头1通过将缓冲器127设为优选的形状、材质而能够更加抑制压力变动。作为具体例,通过将缓冲器127的短边方向的宽度W设为4mm以上,如图14所示,液体喷出头1能够更加抑制压力变动。通过将缓冲器127的厚度设为25μm以下,如图16所示,液体喷出头1能够更加抑制压力变动。此外,如图18所示,由于通过将形成缓冲器127的聚酰亚胺制的膜的杨氏模量E设为3.4GPa而能够更加增大应变面积ds,因此能够更加抑制压力变动。
此外,液体喷出头1是在与和共用压力室116连续的基板111的供给口1111对置的共用液室1211的顶板部12111设置缓冲器127的结构。即,液体喷出头1为如下简单的结构:在歧管121设置形成共用液室1211的开口,并以覆盖该开口的方式将缓冲器127固定在歧管121。因此,能够容易制造液体喷出头1。此外,由于是在由歧管121形成的共用液室1211形成缓冲器127的结构,因此缓冲器127能够确保与共用液室1211液体接触的充分大小的区域。如这些那样,具有缓冲器127的液体喷出头1能够廉价地得到充分性能的缓冲器,制造也变得容易。
此外,液体喷出头1通过旁通流路128来连接共用液室1211与共用压力室116或共用压力室116的二次侧。由此,液体喷出装置1在维护时、填充油墨时能够容易排出共用液室1211内的气泡。因此,液体喷出头1能够容易进行包括油墨的填充作业以及液体喷出头1的流路的清洗的维护。
此外,液体喷出头1将旁通流路128与共用液室1211的顶板部12111、且缓冲器127的正下方连接。由此,液体喷出头1能够有效地排出积留在缓冲器127的正下方的气泡。此外,通过将旁通流路128的流体阻力、例如将流路截面设为1mm×1mm,并且将长度设为10mm以上,从而液体喷出头1能够防止油墨超过需要地在旁通流路128中流动。
根据这样构成的液体喷出头1以及液体喷出装置2,能够通过设置缓冲器127以及旁通流路128的简单的结构来除去共用液室1211的气泡。
另外,本发明的实施方式并不限定于上述结构。例如,在上述例子中,对头主体11为非循环式的例子进行了说明,但也可以是循环式,此外,还可以构成为不具有第三共用压力室1163。例如,作为其他例子,在液体喷出头1为非循环式或循环式的情况下,也可以是不具有第三共用压力室1163而在第二共用压力室1162设置排出口1112的结构。
此外,在上述例子中,对旁通流路128将共用液室1211的二次侧与共用压力室116或共用压力室116的二次侧的流路连接的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,旁通流路128也可以是将共用液室1211的一次侧与共用压力室116或共用压力室116的二次侧的流路连接的结构。此外,也可以构成为设置多个旁通流路128。例如,液体喷出头1也可以构成为设置两个旁通流路128。这样的结构的液体喷出头1只要使如下旁通流路128连接即可:一方的旁通流路128将共用液室1211的二次侧与共用压力室116或共用压力室116的二次侧的流路连接,另一方的旁通流路128将共用液室1211的一次侧与共用压力室116或共用压力室116的二次侧的流路连接。
此外,在上述实施方式中,示出了将液体喷出头1以及液体喷出装置2使用在喷出作为液体的油墨的记录装置中的例子,但并不限于此。即,也能够将液体喷出头1以及液体喷出装置2使用于例如3D打印机、工业用制造设备、医疗用途。
根据以上所说明的至少一个实施方式,能够通过设置缓冲器以及旁通流路的简单的结构来除去共用液室的气泡。
对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式只是作为例子而提出的,并非旨在限定发明的范围。这些新的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,同时被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
Claims (10)
1.一种液体喷出头,具备:
共用液室,具有开口;
共用压力室,与所述共用液室连接;
致动器,具有与所述共用压力室连接的多个压力室;
基板,设置有所述致动器,并与所述致动器一起形成所述共用压力室;
喷嘴板,具有分别与所述多个压力室对置配置的多个喷嘴;
缓冲器,覆盖所述共用液室的所述开口;以及
旁通流路,连接所述共用液室以及所述共用压力室。
2.根据权利要求1所述的液体喷出头,其中,
所述缓冲器是厚度形成为25μm以下的聚酰亚胺膜,
所述缓冲器覆盖的所述共用液室的所述开口为在一个方向上长的形状,所述缓冲器的短边方向的宽度为4mm以上。
3.根据权利要求1或2所述的液体喷出头,其中,
所述旁通流路的流体阻力比所述共用液室以及所述共用压力室的流体阻力小。
4.根据权利要求3所述的液体喷出头,其中,
所述旁通流路的流路截面是宽度为1mm的矩形状,
所述旁通流路的长度为10mm以上。
5.根据权利要求1或2所述的液体喷出头,其中,
所述缓冲器的杨氏模量为3.4GPa。
6.根据权利要求3所述的液体喷出头,其中,
所述缓冲器的杨氏模量为3.4GPa。
7.根据权利要求4所述的液体喷出头,其中,
所述缓冲器的杨氏模量为3.4GPa。
8.根据权利要求1或2所述的液体喷出头,其中,
所述旁通流路形成为在三处弯曲90°的形状。
9.根据权利要求3所述的液体喷出头,其中,
所述旁通流路形成为在三处弯曲90°的形状。
10.根据权利要求4所述的液体喷出头,其中,
所述旁通流路形成为在三处弯曲90°的形状。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021191128A JP2023077729A (ja) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 液体吐出ヘッド |
JP2021-191128 | 2021-11-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116160771A true CN116160771A (zh) | 2023-05-26 |
Family
ID=81940523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210830851.3A Pending CN116160771A (zh) | 2021-11-25 | 2022-07-15 | 液体喷出头 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4186702A1 (zh) |
JP (1) | JP2023077729A (zh) |
CN (1) | CN116160771A (zh) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012125936A (ja) * | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Toshiba Tec Corp | インクジェットヘッド |
WO2020004324A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 京セラ株式会社 | 液体吐出ヘッド及び記録装置 |
JP7255297B2 (ja) * | 2019-04-01 | 2023-04-11 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出ヘッド |
-
2021
- 2021-11-25 JP JP2021191128A patent/JP2023077729A/ja active Pending
-
2022
- 2022-06-04 EP EP22177336.9A patent/EP4186702A1/en active Pending
- 2022-07-15 CN CN202210830851.3A patent/CN116160771A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4186702A1 (en) | 2023-05-31 |
JP2023077729A (ja) | 2023-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11123985B2 (en) | Liquid ejection head | |
US20170232737A1 (en) | Liquid ejection head and liquid ejection apparatus | |
JP2019010770A (ja) | 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 | |
KR20170083499A (ko) | 액체 토출 헤드, 액체 토출 장치 및 액체 토출 방법 | |
CN112297624B (zh) | 液体喷出头以及液体喷出装置 | |
CN112172344B (zh) | 液体喷射头以及液体喷射系统 | |
CN107538910B (zh) | 喷墨头及喷墨记录装置 | |
CN116160771A (zh) | 液体喷出头 | |
JP2019107777A (ja) | 循環機構および液体噴射記録装置 | |
JP6264549B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
US11872812B2 (en) | Liquid ejection head and liquid ejection device | |
EP4186703A1 (en) | Liquid discharge head | |
EP4155081A1 (en) | Liquid ejection head | |
JP2023077734A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
US9120312B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
US20240066867A1 (en) | Liquid ejection head | |
US20240009997A1 (en) | Liquid ejection head | |
US20240025172A1 (en) | Liquid ejection head | |
JP2023045592A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
JP2023046759A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
JP2023093072A (ja) | 液体吐出ヘッド | |
CN116442653A (zh) | 液体喷出头 | |
JP2023032315A (ja) | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 | |
JP2023032310A (ja) | 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 | |
JP2023046015A (ja) | 液体吐出ヘッド |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |