CN1847002A - 液体排出记录头和包括该记录头的液体排出记录头盒 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液体排出记录头和包括该记录头的液体排出记录头盒，该液体排出记录头包括：基板，其具有用于供给液体的液体供给口和产生用于排出液体的能量的加热电阻器；流路构件，其具有排出口和流路，该流路包括彼此相邻的第一流路和第二流路，第二流路比第一流路长；以及对应于第一流路的第一阻力件和对应于第二流路的第二阻力件，第一阻力件和第二阻力件中的每一个被布置在流路构件的对应于液体供给口的区域上，其中，第一阻力件在第一流路一侧的突出量大于第二阻力件在第二流路一侧的突出量。

Description

液体排出记录头和包括该记录头的液体排出记录头盒
技术领域
本发明涉及一种液体排出记录头和一种包括该记录头的液体排出记录头盒，该液体排出记录头用于通过排出液体例如墨进行记录操作。
背景技术
所涉及的液体排出记录头通过产生并利用机械能或热能将液滴例如墨滴从多个排出口排出。在这样的液体排出记录头中，对在液体供给口和排出口之间的液体流动的流路阻力由喷嘴的形状调整，由此确定例如液体排出量和再注入频率特性。更具体地，通过调整流路的宽度和长度进行由喷嘴形状对流路阻力的调整。例如，日本专利公报No.7-137293公开了一种根据喷嘴通过改变流路的宽度形成具有不同流路阻力的喷嘴的方法。
近年来，已经出现了将记录头的喷嘴以高密度彼此接近布置所导致的可高速且高品质地进行记录的液体排出记录头。当喷嘴被以更高密度彼此更接近地布置时，用于布置一个喷嘴的空间变窄，由此喷嘴的制造受到制约。因此，在记录头的喷嘴被以至少900dpi的密度布置的液体排出记录头中，为了设置相邻的喷嘴，必须将喷嘴和加热电阻器(加热器)布置成被称为交错的结构，从而从排出口到液体供给口的距离不同。
当喷嘴和加热器被以交错的结构布置时，为了使来自所有喷嘴的液体排出量相同，具有从排出口到液体供给口大距离的喷嘴的排出特性和具有从排出口到液体供给口小距离的喷嘴的排出特性必须大致相同。这通常通过使长喷嘴的流路阻力较小而短喷嘴的流路阻力较大来实现。为了使长喷嘴的流路阻力较小，必须增大流路的宽度。然而，当喷嘴被以至少900dpi的高密度布置时，由于如上所述的用于布置喷嘴的窄空间和制造制约，很难增大流路的宽度。
另外，为了在排出液体之后提高再注入频率，必须通过在所有喷嘴中使排出口和液体供给口彼此更接近来缩短流路的长度。然而，对于具有从排出口到液体供给口相对较小距离的喷嘴，存在这样的局限，即，由于喷嘴布置空间和制造制约，使这些排出口与液体供给口接近的接近程度受到限制。因此，很难根据长喷嘴的流路阻力提供具有适当流路阻力的短喷嘴。因此，不能充分地提高再注入频率。
因此，当喷嘴和加热器被以高密度地布置成交错的结构时，由于喷嘴布置空间和制造制约，很难根据喷嘴的长度通过改变流路的宽度和长度来调整流路阻力。另外，为了使在液体供给口和流路之间的空间尽可能地小，可能理想地是在所涉及的液体排出打印头中，在流路和液体供给口之间不设置喷嘴过滤器。
发明内容
本发明提供了一种液体排出记录头和一种包括该液体排出记录头的液体排出记录头盒，该液体排出记录头具有以高密度交错结构布置的喷嘴，并可根据从液体供给口到排出口的距离通过调整流路阻力提供最佳的排出特性。
根据本发明的一个方面，提供了一种液体排出记录头，其包括：基板、流路构件、第一阻力件和第二阻力件。基板具有用于供给液体的液体供给口和产生用于排出液体的能量的多个加热电阻器。流路构件具有多个排出口和多个流路。对应于多个加热电阻器布置多个排出口。多个流路使多个排出口和液体供给口彼此相连。多个流路包括彼此相邻的第一流路和第二流路，第二流路比第一流路长。对应于第一流路的第一阻力件和对应于第二流路的第二阻力件均被布置在流路构件的对应于液体供给口的区域上。第一阻力件在第一流路一侧的突出量大于第二阻力件在第二流路一侧的突出量。
根据本发明的另一个方面，提供了一种液体排出记录头盒，该液体排出记录头盒包括上述的液体排出记录头和液体容器。
本发明可以通过使面对液体供给口布置的阻力件的位置和形状彼此不同来调整具有不同长度的喷嘴的流路阻力。因此，即使在喷嘴以高密度交错结构布置的液体排出记录头中，可使得排出特性相同，从而实现高速和高品质的纪录。
结合附图从示例性实施例的以下描述中更清楚地了解到本发明的其它特征。
附图说明
图1A是包括根据本发明的液体排出记录头的喷墨记录头盒的透视图。
图1B是在图1A中示出的喷墨记录头盒的分解透视图。
图2是在图1中示出的液体排出记录头的分解透视图。
图3是图1A-图2中示出的液体排出记录头的记录元件单元的分解透视图。
图4A是根据本发明第一实施例的液体排出记录头的主体部分的示意性俯视图。
图4B是沿着图4A的线IVB-IVB截得的剖视图。
图4C是沿着图4A的线IVC-IVC截得的剖视图。
图5A是示出图4A和图4B所示的液体排出记录头的短喷嘴的液体排出状态的示意图。
图5B是示出图4A和图4C所示的液体排出记录头的长喷嘴的液体排出状态的示意图。
图6A是根据本发明第二实施例的液体排出记录头的主体部分的示意性俯视图。
图6B是沿着图6A的线VIB-VIB截得的剖视图。
图6C是沿着图6A的线VIC-VIC截得的剖视图。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的实施例。
首先，将说明根据本发明的液体排出记录头(以下简称为“记录头)H1001的整体结构。如图1A和1B所示，记录头H1001是记录头盒H1000的一个结构元件。记录头盒H1000包括记录头H1001和可拆卸地安装在记录头H1001上的墨盒H1900。墨盒H1900包括黑色墨盒H1901、青色墨盒H1902、品红色墨盒H1903和黄色墨盒H1904。记录头H1001根据记录信息通过排出口排出从墨盒H1900供给的墨(记录液体)。
尽管未示出，根据本发明的液体排出记录装置包括滑架(未示出)，并且记录头盒H1000相对于滑架由定位构件定位，以被可拆卸地固定在滑架上。记录头H1001与滑架的电触点相连。当记录头H1001接收到电信号时，加热电阻器(加热器)根据电信号被有选择地驱动，并产生热量。记录头H1001通过记录头H1001的热能使墨中出现薄膜状沸腾，并朝向记录介质排出墨，由此进行记录操作。
如图2的分解透视图所示，记录头H1001包括记录元件单元H1002、墨供给单元(记录液体供给单元)H1003和墨盒保持件H2000。为了将记录元件单元H1002的墨连通口与墨供给单元H1003的墨连通口相连而由此不泄漏墨，通过螺钉H2400穿过接头密封构件H2300将彼此压力接触的记录元件单元H1002和墨供给单元H1003相互固定在一起。
如图3的分解透视图所示，记录元件单元H1002包括两个喷墨记录基板H1100、第一板H1200、电配线带H1300、电接触基板H2200和第二板H1400。
如图3的分解透视图所示，喷墨记录基板H1100被粘着并固定在第一板H1200上。具有开口的第二板H1400被粘着并固定在第一板H1200上。电配线带H1300被粘着并固定在第二板H1400上，以由被相对于喷墨记录基板H1100定位的第二板H1400保持。电配线带H1300用于向喷墨记录基板H1100提供用于喷墨的电信号，具有对应于喷墨记录基板H1100的电配线，并与具有从记录设备的主体接收电信号的外部信号输入端子H1301的电接触基板H2200相连。通过利用两个端子定位孔H1309的定位将电接触基板H2200固定在图2所示的墨供给单元H1003上。
各喷墨记录基板H1100可以是在其一面具有多个加热电阻器(加热器)H1103(例如，在图4A中示出的H1103-1)的硅(Si)基板(具有大约0.5mm-1mm的厚度)。另外，通过照相平版印刷术在各基板H1100的上述面上形成与加热器H1103对应的多个墨流路H1104(例如，H1104-1)和多个排出口H1101(例如，在图4B中示出的H1101-1)(即，形成流路构件)。另外，各基板H1100与形成在第一板H1200上的其对应的墨连通口H1201相连，并且用于将墨供给到多个墨流路H1104的墨供给口H1102朝各Si基板的相对面(背面)延伸。换句话说，记录头H1001是所谓的侧边喷射头，其中，墨供给口H1102和排出口H1101垂直于各喷墨记录基板H1100的板面和墨流路H1104。
如图4A的俯视图所示，加热器H1103被布置成交错的结构，从而它们距离墨供给口H1102的距离不同。尽管为了简洁，仅示出两个加热器，但是在墨供给口H1102的两侧布置有两列的多个加热器H1103。另外，由于排出口H1101与加热器H1103相对，通过由加热器H1103加热所产生的气泡将从墨供给口H1102供给的墨从排出口排出。
以下参照两个实施例更加详细地说明作为本发明中主要部分的液体排出记录头H1001。
第一实施例
将参照图4A-5B说明根据本发明第一实施例的液体排出记录头H1001。图4A是加热器H1103、墨供给口H1102、墨流路H1104和阻力件H1105的示意性俯视图。图4B和4C分别是沿着图4A的线IVB-IVB和线IVC-IVC截得的剖视图。这里，术语“喷嘴H1107”作为表示墨流路H1104和排出口H1101的总体术语。各加热器H1103被布置在对应的喷嘴H1107中，以与对应的排出口H1101相对。各喷嘴H1107与具有长沟槽形式的墨供给口H1102相连。为了简洁，在图4A-4C中，仅示出多个喷嘴H1107中的两个喷嘴H1107-1和H1107-2。喷嘴H1107-1和H1107-2的排出口分别由附图标记H1101-1和H1101-2表示。在喷嘴H1107-1和H1107-2处的加热器分别由附图标号H1103-1和H1103-2表示，在喷嘴H1107-1和H1107-2处的墨流路分别由附图标记H1104-1和H1104-2表示，以区分在喷嘴H1107-1和H1107-2处的排出口、加热器和流路。
喷嘴H1107-1和H1107-2被以900dpi(每2.54cm上的喷嘴数量)的密度布置。类似地，加热器H1103-1和H1103-2被以900dpi的密度和大约28μm的间距布置。由于在加热器之间的间距很小，即使试图将加热器H1103-1和H1103-2并排放置并形成喷嘴，以在加热器H1103-1和H1103-2的周围提供充分的空间，也不能提供用于布置喷嘴的足够空间。另外，喷嘴不能被充分地间隔，由此当生产喷嘴时难以提供所需的间隙。因此，在本实施例中，加热器H1103-1和H1103-2被以交错的结构布置，从而它们距离墨供给口H1102的距离不同。
在该结构中，在彼此相邻的喷嘴H1107-1和H1107-2中，从面对加热器H1103-1的排出口H1101-1到墨供给口H1102的距离与从面对加热器H1103-2的排出口H1101-2到墨供给口H1102的距离不同。因此，喷嘴H1107-1和H1107-2的流路阻力由于距离不同而不同。一般而言，具有从排出口H1101-2到墨供给口H1102大距离的喷嘴H1107-2的流路阻力大于具有从排出口H1101-1到墨供给口H1102小距离的喷嘴H1107-1的流路阻力。如果从排出口H1101-1和H1101-2的上游流路阻力不同，当发泡时在喷嘴H1107-1处墨趋向流动的方向与当发泡时在喷嘴H1107-2处墨趋向流动的方向不同。这导致在喷嘴H1107-1和H1107-2之间的不同排出特性，例如墨再注入频率、排墨量和排墨速度的不同。
为了减小在以交错结构布置的喷嘴的排出特性之间的差异，在该实施例中，在墨供给口H1102处，使用与喷嘴壁的材料相同的材料与喷嘴壁同时形成阻力件H1105-1和H1105-2。
阻力件H1105-1和H1105-2通过局部阻塞连通部分H1106-1和H1106-2在墨供给口H1102与对应墨流路H1104-1和H1104-2之间形成窄连通部分(连接部分)H1106-1和1106-2。根据以交错结构布置的喷嘴H1107-1和H1107-2的长度，通过改变阻力件H1105-1和H1105-2的位置或形状，调整流路阻力。阻力件被一体地形成。为了简洁，在短的墨流路H1104-1处的阻力件被称为阻力件H1105-1，在长的墨流路H1104-2处的阻力件被称为阻力件H1105-2。这里，阻力件H1105-2的宽度(d)大于对应的墨流路H1104-2的流路宽度(t)。阻力件H1105-1和H1105-2的边界被布置在与在喷嘴H1107-1和H1107-2之间的喷嘴壁对应的位置。由于该结构，在墨流路H1104-1和墨供给口H1102之间的流路阻力大于在墨流路H1104-2和墨供给口H1102之间的流路阻力。
由于阻力件被布置在墨供给口处，它们可与喷嘴H1107-1和H1107-2的位置相对无关地形成。
因此，在该实施例中，当喷嘴H1107-1和H1107-2被以交错结构布置时，布置在墨供给口H1102处的阻力件H1105为与以交错结构布置的喷嘴H1107-1和H1107-2对应的类似脊部和凹谷。因此，可使从排出口H1101-1和H1101-2的上游位置处的流路阻力相等。
图5A和5B示意性地示出了当驱动根据该实施例的加热器H1103时墨的发泡状态。图5A示出了具有从排出口H1101-1到墨供给口H1102之间小距离的喷嘴H1107-1的发泡状态，图5B示出了具有从排出口H1101-2到墨供给口H1102之间大距离的喷嘴H1107-2的发泡状态。
如图5A所示，当短喷嘴H1107-1中的墨发泡时，墨如图5A中示出的箭头所示，朝喷嘴H1107-1的上游侧流动。在这样的情况下，由于布置在墨供给口H1102处的阻力件H1105-1使在墨供给口H1102和墨流路H1104-1之间的连通部分H1106-1窄，所以流路阻力大。因此，墨朝墨供给口H1102的流动被限制，由此减小了墨再注入频率。另外，由于朝墨供给口H1102流动的一部分墨朝阻力件H1105-2流动，朝与阻力件H1105-2相邻的墨流路H1104-2流动的墨受到限制。结果，可以减小互相干扰(cross-talk)。
如图5B所示，当在长喷嘴H1107-2中的墨发泡时，墨如图5B中示出的箭头所示，朝喷嘴H1107-2的上游侧流动。在这样的情况下，由于设置在墨供给口H1102处的阻力件H1105-2使在墨供给口H1102和墨流路H1104-2之间的连通部分H1106-2相对较宽，所以流路阻力小。因此，墨朝墨供给口H1102的流动被增大，由此提高了墨再注入频率。另外，墨朝如图5B所示的连通部分H1106-2流动，从而其不会朝相邻的喷嘴流动。这是因为墨流路足够长并且在连通部分H1106-2处的流动阻力小于在相邻喷嘴壁和墨供给口之间的空间中的流动阻力。
因此，通过将阻力件H1105-1和H1105-2布置在墨供给口H1102处，可以使喷嘴H1107-1和H1107-2的排出特性，例如再注入频率匹配至很高水平。
第二实施例
图6A-6C为根据本发明第二实施例的液体排出记录头H1001的示意性俯视图。
第二实施例与第一实施例的不同之处在于，阻力件H1105-1的一部分突出到在墨供给口和墨流路之间的位置。
在第二实施例中，在墨流路H1104-1和墨供给通道H1102之间的连通部分被阻力件H1105-1阻塞，由此允许获得高排出频率。另外，当想要加强限定液体排出头的流路的材料或减小基板的面积时，第二实施例是极好的实施例。
在第二实施例中，如图6A-6C所示，在具有从排出口H1101-1到墨供给通道H1102小距离的喷嘴H1107的上游侧处，阻力件H1105-1被形成为从与墨供给口H1102相对的位置围绕墨流路H1104的内部延伸。因此，由于在墨流路H1104-1和墨供给通道H1102之间的连通部分在喷嘴H1107-1的上游侧被阻力件H1105-1阻塞，墨的流动(如图6A中的箭头所示)受到限制的程度大于在第一实施例的结构中受到限制的程度。
在具有从排出口H1101-2到墨供给口H1102大距离的喷嘴H1107-2的上游侧，将阻力件H1105-2仅布置在与墨供给口H1102相对的位置处。因此，在墨供给通道H1104-2和墨供给口H1102之间的连通部分H1106-2较宽，因此，在墨供给通道H1104-2和墨供给口H1102之间的流路阻力较小。
根据该实施例，甚至在其中喷嘴H1107和加热器H1103被以交错结构布置并尽可能地接近墨供给口H1102的结构中，通过适当地改变阻力件H1105的位置和形式可获得良好的排出特性。
尽管参照示例性实施例对本发明进行了说明，但是，可以理解的是，本发明并不局限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围被认为与最宽的解释一致，以包括所有的修改、等同结构和功能。

Claims (8)

1.一种液体排出记录头，其用于通过排出液体进行记录操作，所述液体排出记录头包括：
基板，其具有用于供给所述液体的液体供给口和产生用于排出所述液体的能量的多个加热电阻器；
流路构件，其具有多个排出口和多个流路，对应于所述多个加热电阻器布置所述多个排出口，所述多个流路使所述多个排出口和所述液体供给口彼此相连，其中，所述多个流路包括彼此相邻的第一流路和第二流路，所述第二流路比所述第一流路长；以及
对应于所述第一流路的第一阻力件和对应于所述第二流路的第二阻力件，所述第一阻力件和所述第二阻力件中的每一个被布置在所述流路构件的对应于所述液体供给口的区域上，其中，所述第一阻力件在所述第一流路一侧的突出量大于所述第二阻力件在所述第二流路一侧的突出量。
2.根据权利要求1所述的液体排出记录头，其特征在于，所述第一阻力件和所述第二阻力件被连续地布置。
3.根据权利要求2所述的液体排出记录头，其特征在于，所述第一阻力件和所述第二阻力件之间的边界被布置在与所述第一流路和所述第二流路之间的流路壁对应的位置处。
4.根据权利要求3所述的液体排出记录头，其特征在于，所述第二阻力件的宽度大于所述第二流路的宽度。
5.根据权利要求1所述的液体排出记录头，其特征在于，各阻力件限制对应流路和所述液体供给口之间的连通部分的尺寸。
6.根据权利要求1所述的液体排出记录头，其特征在于，所述第一阻力件被布置为从与所述液体供给口相对的位置处围绕所述流路的内部延伸。
7.根据权利要求1所述的液体排出记录头，其特征在于，所述多个排出口被以至少900dpi的密度布置。
8.一种液体排出记录头盒，其用于通过排出液体进行记录操作，所述液体排出记录头盒包括：
基板，其具有用于供给所述液体的液体供给口和产生用于排出所述液体的能量的多个加热电阻器；
流路构件，其具有多个排出口和多个流路，对应于所述多个加热电阻器布置所述多个排出口，所述多个流路使所述多个排出口和所述液体供给口彼此相连，其中，所述多个流路包括彼此相邻的第一流路和第二流路，所述第二流路比所述第一流路长；
液体容器，其通过所述液体供给口供给所述液体；以及
对应于所述第一流路的第一阻力件和对应于所述第二流路的第二阻力件，所述第一阻力件和所述第二阻力件中的每一个被布置在所述流路构件的对应于所述液体供给口的区域上，其中，所述第一阻力件在所述第一流路一侧的突出量大于所述第二阻力件在所述第二流路一侧的突出量。
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