CN202540959U - 液体喷射装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种液体喷射装置,其能够更加可靠地捕集烟雾从而防止装置内的污染。所述液体喷射装置具备烟雾捕集部(13),所述烟雾捕集部(13)被配置在,与油墨从记录头(2)向记录纸(6)被喷射的、压印板(5)上的油墨喷射区域相比,更靠该记录头(2)的移动方向上的外侧的位置处,并且,压印板上的油墨喷射区域含有具有导电性的材料,且被设定为与喷嘴(30)、喷嘴形成面、或压力室(28)内的油墨相同的电位,烟雾捕集部与压印板上的油墨喷射区域相比,被设定为负极性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种喷墨式记录装置等的液体喷射装置,尤其涉及一种通过压力产生单元的驱动而从喷嘴喷射压力室内的液体的液体喷射装置。
背景技术
液体喷射装置为,具备液体喷射头并从该喷射头喷射各种液体的装置。作为该液体喷射装置,例如,虽然存在喷墨式打印机或喷墨式绘图仪等图像记录装置,但最近充分发挥能够将极少量的液体准确地喷落在预定位置上的特长,从而也被应用于各种制造装置。例如,被用于制造液晶显示器等的彩色过滤片的显示器制造装置、形成有机EL(电致发光)显示器或FED(面发光显示器)等的电极的电极形成装置、制造生物芯片(bio chip)的芯片制造装置。而且,在图像记录装置用的记录头中喷射液状的油墨,在显示器制造装置用的彩色材料喷射头中喷射R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)的各种彩色材料的溶液。而且,在电极形成装置用的电极喷射头中喷射液状的电极材料,在芯片制造装置用的生体有机物喷射头中喷射生体有机物的溶液。
在上述的打印机等所使用的记录头中,近几年,为了响应提高图像质量等的要求,存在减少从喷嘴被喷射出的油墨的液量的倾向。为了使这种微量的液滴可靠地喷落在记录介质上,而将液滴的初始速度设定得比较高。由此,从喷嘴被喷射出的液滴,在飞射过程中被拉伸,从而被分离成前端的主液滴(main液滴)和其后的卫星液滴(副液滴)。该卫星液滴的一部分或全部由于空气的粘性阻力而使速度急剧降低,从而有时不会到达记录介质而导致烟雾化。由此,存在如下问题,即,烟雾化的卫星液滴(油墨烟雾)污染装置内部,或由于向记录头和电气电路等容易带电的部件的附着而发生动作不良。
为了防止这种不良情况,从而进行了如下的尝试,即,通过使从喷嘴被喷射出的液滴带电,且在记录头的喷嘴形成面和对记录时的记录介质进行支承的支承部件(或者压印板或基材)之间形成电场,从而主动地向支承部件吸引液滴而使其喷落在记录介质上(例如,参照专利文献1或专利文献2)。
另外,如图7(a)中的模式图所示,在从记录头的喷嘴64被喷射出的油墨朝向记录介质P以及支承部件65而延伸的过程中,由于来自带正电的支承部件65的静电感应,从而接近支承部件65侧的前端部分(成为主液滴Md的部分)上感应有负电荷,而在与该前端部分相反的接近喷嘴64侧的后端部分上感应有正电荷。而且,如图7(b)所示,当从喷嘴被喷射出的油墨分离成例如主液滴Md、第一卫星液滴Sd1、第二卫星液滴(烟雾)Sd2时,成为如下情况,即,主液滴Md带负电,第二卫星液滴Sd2带正电,第一卫星液滴Sd1不带电。此时,即使主液滴Md和第一卫星液滴Sd1喷落在记录介质P上时,第二卫星液滴Sd2也与带正电的支承部件65相排斥从而在记录介质的喷嘴形成面的附近烟雾化并漂浮。该烟雾的一部分附着在喷嘴形成面上。当烟雾附着在喷嘴形成面上时,产生了通过擦拭部件而定期地对喷嘴形成面进行擦拭的必要性。而且,未附着在喷嘴形成面上的烟雾,有可能附着在极性与该烟雾不同的打印机结构部件上而导致污染。
根据上述的情况,提出了如下的结构,即,通过在喷嘴的附近设置电极,并在从喷嘴开始油墨的喷射时,该电极的极性例如从正极性被切换至负极性,并在从喷嘴喷射出的油墨分离成主液滴和卫星液滴的时刻,实施将电极的极性再次切换至正极性的控制,从而使带正电的卫星液滴远离喷嘴形成面(使其朝向记录介质)(参照专利文献3)。而且,还提出有如下的结构,即,在支承部件(基材)例如带负电的状态下从喷嘴喷射油墨,并在分离成主液滴和卫星液滴的时刻,使支承部件的极性切换为正极性,并使主液滴通过惯性力而喷落在记录介质上,而通过使卫星液滴或烟雾向支承部件被吸引,从而喷落在记录介质上,其中,所述支承部件带电为与该卫星液滴或烟雾相反的极性(例如,参照专利文献4)。
然而,近几年,在此类的打印机中,具有喷射油墨的驱动频率变得更高的倾向,从而存在卫星液滴喷落至记录介质之前从喷嘴喷射下一个油墨的情况。因此,如上文所述这种在油墨的喷射时刻或油墨分离的时刻对电极的极性进行切换的结构中,存在如下的可能性,即,难以使卫星液滴可靠地喷落在记录介质上,除此之外,还产生对主液滴的飞射的影响,从而喷落变得不稳定。
由此,在现有的结构中,难以可靠地防止烟雾附着在喷嘴形成面或打印机的结构部件上的不良情况。
如以上的这种现象并不限定于压电振子,在发热元件等的、通过驱动电压的施加而工作的其他压力产生单元中也同样发生。
专利文献1:日本特开平10-278252号公报
专利文献2:日本特开2004-202867号公报
专利文献3:日本特开2010-214652号公报
专利文献4:日本特开2010-214880号公报
实用新型内容
本实用新型是鉴于这种情况而完成的,其目的在于,提供一种能够更加可靠地捕集烟雾,从而防止装置内的污染的液体喷射装置。
本实用新型的液体喷射装置是为了完成上述的目的而提出的,其特征在于,具备:液体喷射头,其具有:喷嘴形成面,所述喷嘴形成面形成有喷射液体的喷嘴;压力产生单元,所述压力产生单元通过驱动信号的施加而驱动,从而使与所述喷嘴连通的压力室内的液体产生压力变动,并且,所述液体喷射头通过该压力产生单元的驱动而使液体从所述喷嘴朝向喷落对象被喷射;驱动信号生成单元,其生成对所述压力产生单元进行驱动的驱动信号;支承单元,其以相对于实施喷射动作时的所述液体喷射头的喷嘴形成面而隔开间隔的方式被配置,并对所述喷落对象进行支承;液滴捕集单元,其被配置在偏离出喷射区域的区域上,所述喷射区域为,液体从所述液体喷射头向所述喷落对象被喷射的、所述支承单元上的区域,并且,所述支承单元上的所述喷射区域含有具有导电性的材料,且被设定为与所述喷嘴、所述喷嘴形成面、或所述压力室内的液体相同的电位,所述液滴捕集单元与所述喷射区域相比,被设定为负极性。
根据本实用新型,由于支承单元上的喷射区域含有具有导电性的材料,并被设定为与喷嘴、喷嘴形成面、或压力室内的液体相同的电位,并且液滴捕集单元与喷射区域相比,被设定为负极性,因此液体在于喷嘴形成面和支承单元之间未形成电场的状态下从喷嘴被喷射出,从而该液体带正电。而且,该液体在朝向喷落对象飞射的期间分离而产生的烟雾也带正电,因此该烟雾通过带电为负极性的来自液滴捕集单元的静电力而被吸引,从而喷落在该液滴捕集单元上而被捕集。由此,减少了这些烟雾附着在装置内的结构部件(例如,驱动电机、驱动带、线性标尺等)上的情况。其结果为,抑制了由于烟雾的附着而导致的故障,从而提高了液体喷射装置的耐久性以及可靠性。
此外,本实用新型的液体喷射装置的特征在于,具备:液体喷射头,其具有:喷嘴形成面,所述喷嘴形成面形成有喷射液体的喷嘴;压力产生单元,所述压力产生单元通过驱动信号的施加而驱动,从而使与所述喷嘴连通的压力室内的液体产生压力变动,并且,所述液体喷射头通过该压力产生单元的驱动而使液体从所述喷嘴朝向喷落对象被喷射;驱动信号生成单元,其生成对所述压力产生单元进行驱动的驱动信号;支承单元,其以相对于实施喷射动作时的所述液体喷射头的喷嘴形成面而隔开间隔的方式被配置,并对所述喷落对象进行支承;液滴捕集单元,其被配置在偏离出喷射区域离的区域上,所述喷射区域为液体从所述液体喷射头向所述喷落对象被喷射的、所述支承单元上的区域,并且,所述支承单元上的所述喷射区域含有具有导电性的材料,且被设定为与所述喷嘴、所述喷嘴形成面、或所述压力室内的液体相同的电位,所述液滴捕集单元被设定为,与在所述压力产生单元的驱动时被施加于所述驱动电极的电压相反的极性。
根据本实用新型,由于支承单元上的喷射区域含有具有导电性的材料,且被设定为与喷嘴、喷嘴形成面、或压力室内的液体相同的电位,并且液滴捕集单元被设定为,与在压力产生单元的驱动时被施加于驱动电极上的电压相反的极性,因此液体在喷嘴形成面和支承单元之间未形成电场的状态下从喷嘴被喷射,从而该液体带电为与被施加于驱动电极的电压相同的极性,且该液体在朝向喷落对象飞射的期间分离从而烟雾也带电为与被施加于驱动电极的电压相同的极性。该烟雾通过带电为与被施加于驱动电极的电压相反的极性的、来自液滴捕集单元的静电力而被吸引,从而喷落在该液滴捕集单元上而被捕集。由此,减少了这些烟雾附着在装置内的结构部件(例如,驱动电机、驱动带、线性标尺等)上的情况。其结果为,抑制了由于烟雾的附着而导致的故障,从而提高了液体喷射装置的耐久性以及可靠性。
在上述各个结构中,优选为,所述液滴捕集单元采用对液滴进行吸收的吸收材料。
在上述结构中可以采用如下结构,即,所述吸收材料具有导电性,且通过被施加电压而带电。
在该结构中,优选采用如下结构,即,仅在所述液体喷射头的喷嘴形成面与所述液滴捕集单元对置的状态下,向所述吸收材料施加电压。
根据该结构,由于仅在液体喷射头的喷嘴形成面与液滴捕集单元对置的状态下,向吸收材料施加电压,因此在液体喷射头向喷落对象喷射液体的期间,吸收材料的带电不会对被喷射出的液体造成影响。此外,由于在喷嘴形成面与液滴捕集单元对置之前,不向吸收材料施加电压,因此防止了在液体喷射头朝向液滴捕集单元的中途,烟雾附着在喷落对象的宽度方向(头移动方向)的端部上的现象。
在上述结构中,可以采用如下结构,即,所述吸收材料由在带电序列中显示负极性的原料构成。
根据该结构,由于吸收材料本身带负电,因此不需要用于使吸收材料带电的电源,从而通过更加简单的结构来得到烟雾的捕集效果。
在上述结构中,优选采用如下结构,即,所述液滴捕集单元被配置在,偏离出喷射区域的区域,且能够对应的最大宽度的喷落对象的端部的外侧。
根据该结构,能够更加可靠地防止,在液体喷射头向喷落对象喷射液体的期间,液体捕集单元的带电对被喷射出的液体的影响。
附图说明
图1为对打印机的结构进行说明的立体图。
图2为记录头的主要部分剖视图。
图3为对压电振子的结构进行说明的剖视图。
图4为对记录头的电结构进行说明的框图。
图5为对驱动信号的喷射驱动脉冲的结构进行说明的波形图。
图6(a)、图6(b)为对烟雾的捕集进行说明的模式图。
图7(a)、图7(b)为对在喷嘴和支承部件之间形成了电场的结构中,从喷嘴被喷射出的油墨带电的状况进行说明的模式图。
具体实施方式
以下,参照附图,对用于实施本实用新型的方式进行说明。另外,虽然在以下所叙述的实施方式中,作为本实用新型的优选的具体示例而被进行了各种的限定,但本实用新型的范围只要在以下的说明中没有特别地对本实用新型进行限定的记载,则并不限定于这些实施方式。而且,在以下,作为本实用新型的液体喷射装置,列举出喷墨式记录装置(以下,为打印机)为示例而进行说明。
图1为表示打印机1的结构的立体图。该打印机1具备:滑架4,在其上安装有作为液体喷射头中的一种的记录头2,且以可拆卸的方式安装有作为液体供给源中的一种的油墨盒3;压印板5,其被配置在记录动作时的记录头2的下方;滑架移动机构7,其使滑架4在记录纸6(记录介质以及喷落对象的一种)的纸宽方向、即主扫描方向上进行往复移动;输送机构8,其在与主扫描方向正交的副扫描方向上对记录纸6进行输送。
滑架4以被轴支承在架设于主扫描方向上的导杆9上的状态被安装,并被构成为,通过滑架移动机构7的工作而沿着导杆9在主扫描方向上移动。滑架4在主扫描方向上的位置通过线性编码器10而被检测出,并且该检测信号、即编码器脉冲(位置信息的一种)向打印机控制器51(参照图4)被发送。线性编码器10为位置信息输出单元的一种,并将与记录头2的扫描位置对应的编码器脉冲EP作为主扫描方向上的位置信息而输出。
在滑架4的移动范围内的记录区域的外侧的端部区域上,设定有成为滑架的扫描的基点的初始位置。在本实施方式中的初始位置处配置有:对记录头2的喷嘴形成面(喷嘴板24,参照图2)进行密封的压盖部件11、和用于擦拭喷嘴形成面的擦拭器部件12。而且,打印机1被构成为能够实现如下所谓的双方向记录,即,在滑架4从该初始位置起朝向相反侧的端部进行移动的前进动作时、和滑架4从相反侧的端部起向初始位置侧返回的返回动作时的双方向上,在记录纸6上记录文字或图像等。
压印板5为,以主扫描方向上为长度方向的板状的部件,在其表面上沿着长边方向而以预定的间隔突出设置有多个支承突起5a。与压印板5表面相比,各个支承突起5a更向上方(记录动作时的记录头2侧)突出。各个支承突起5a的上表面成为对记录纸6进行支承的抵接面,并对记录纸6的背面(油墨喷落的记录面的相反侧的面)进行局部支承。而且,在压印板5的表面、且除各个支承突起5a以外的部分上,配置有油墨吸收材料5b。该油墨吸收材料5b由用例如无纺布(felt)或氨基甲酸乙酯海绵等制成的具有吸液性的多孔质部件构成。本实施方式中的压印板5的至少一部分由具有导电性的材料构成。例如,通过使压印板5主体的材料中含有碳等导电性材料,从而使压印板5具备导电性。或者,可以通过使油墨吸收材料5b的材料含有导电性材料,从而使油墨吸收材料5b具有导电性。而且,压印板5(当将油墨吸收材料5b设定为具有导电性时,为该油墨吸收材料5b)被接地。如后文所述,由于本实施方式中的记录头2的喷嘴板24也被接地,因此压印板5、喷嘴板24(喷嘴30)、以及压力室28内的液体成为相同电位。
此外,在如下的位置处设置有对在从记录头2喷射出油墨时所产生的烟雾进行捕集的烟雾捕集部13,所述位置为,压印板5的主扫描方向上的端部,具体而言,偏离出压印板5上的向记录纸6喷射油墨的区域(油墨喷射区域)的区域,更详细而言,与油墨喷射区域相比向主扫描方向的外侧偏离的区域,且成为当打印机1能够对应的最大尺寸的记录纸6被配置在压印板5上时的、该记录纸6的宽度方向端部(最大记录纸宽度)的外侧的位置(参照图6(a)、图6(b))。虽然该烟雾捕集部13优选设置于压印板5的主扫描方向两侧,但只要被设置在至少一侧即可。本实施方式中的烟雾捕集部13由具有绝缘性的部件形成为箱体状。在该烟雾捕集部13的上表面上,配置有烟雾吸收材料14(相当于本实用新型中的吸收材料)。该烟雾吸收材料14为,通过使由例如氨基甲酸乙酯海绵等制作的具有吸液性的多孔质部件含有碳等的导电性材料而制成。并且,被构成为,在烟雾吸收材料14上施加有来自后文叙述的捕集部施加电压生成部58的电压。关于该点的详细说明在后文叙述。另外,该烟雾捕集部13(更具体而言,烟雾吸收材料14)由于被施加电压而带电,因此通过在上述的位置处配置烟雾捕集部13,从而在从记录头2向记录纸6喷射油墨时,能够防止来自烟雾捕集部13的带电对该喷射油墨的影响。
图2为,对记录头2的结构进行说明的主要部分剖视图。该记录头2具备:壳体15、被收纳在该壳体15内的振子组件16、与壳体15的底面(顶端部)相接合的流道组件17、罩部件45等。上述的壳体15例如由环氧类树脂而制成,并且在其内部形成有用于收纳振子组件16的收纳空间18。振子组件16具备:压电振子20,其作为压力产生单元的一种而发挥作用;固定板21,其与该压电振子20接合;软性电缆22,其向压电振子20供给驱动信号。
图3为,对振子组件16的结构进行说明的、元件长边方向上的剖视图。如该图所示,该压电振子20为,由共用内部电极39和个别内部电极40隔着压电体41交替地层叠而形成的层叠型的压电振子。在此,共用内部电极39为,所有的压电振子20共用的电极,并被设定为接地电位。而且,个别内部电极40为,电位根据所施加的驱动信号的喷射驱动脉冲DP(参照图5)而发生变动的电极。而且,本实施方式中,压电振子20中的从振子顶端起至振子长边方向(与层叠方向正交的方向)的一半程度为止或者至三分之二程度为止的部分成为自由端部20a。而且,压电振子20中的剩余部分、即从自由端部20a的基端起至振子基端为止的部分成为基端部20b。
在自由端部20a上形成有,共用内部电极39和个别内部电极40重合的活性区域(重合部分)A。当向这些内部电极39、40赋予电位差时,活性区域A内的压电体41将工作并发生变形,从而自由端部20a在振子长边方向上进行位移并伸缩。而且,共用内部电极39的基端在压电振子20的基端面部与共用外部电极42导通。另一方面,个别内部电极40的顶端在压电振子20的顶端面部与个别外部电极43导通。另外,与压电振子20的顶端面部相比,共用内部电极39的顶端位于稍靠近前侧(基端面侧)的位置处,并且个别内部电极40的基端位于自由端部20a和基端部20b的边界处。
个别外部电极43(相当于本实用新型中的驱动电极)为,在压电振子20的顶端面部、和压电振子20中的层叠方向上的一侧面即配线连接面(图3中的上侧的面)上连续形成的电极,并将作为配线部件的软性电缆22的布线和各个个别内部电极40导通。而且,该个别外部电极43的配线连接面侧的部分从基端部20b上朝向顶端侧而连续地形成。共用外部电极42为,在压电振子20的基端面部、上述的配线连接面、以及压电振子20中的层叠方向上的另一侧面即固定板安装面(图3中的下侧的面)上连续形成的电极,并且将软性电缆22的布线和各个共用内部电极39之间导通。而且,该共用外部电极42中的配线连接面侧的部分从与个别外部电极43的端部相比稍靠近前的位置起朝向基端面部侧而连续地形成,而固定板安装面侧的部分从与振子的顶端面部相比稍靠近前侧的位置起朝向基端侧而连续地形成。
上述的基端部20b为,即使在活性区域A中的压电体41工作时也不进行伸缩的非工作部。在该基端部20b的配线连接面侧配置有软性电缆22,并且在基端部20b上与个别外部电极43、共用外部电极42、以及软性电缆22被电连接。而且,驱动信号通过该软性电缆22而被施加于各个个别外部电极43。
流道组件17通过使流道形成基板23的一个面与喷嘴板24接合,且使流道形成基板23的另一个面与振动板25接合而构成。在该流道组件17上设置有贮留部26(共用液室)、油墨供给口27、压力室28、喷嘴连通口29、喷嘴30。而且,从油墨供给口27起经由压力室28以及喷嘴连通口29至喷嘴30的一连串的油墨流道,对应于各个喷嘴30而形成。
上述喷嘴板24为,多个喷嘴30在其上以与点形成密度对应的间距(例如180dpi)贯穿设置成列状的、不锈钢等金属制的薄板。在该喷嘴板24上设置有多个将喷嘴30排列设置而成的喷嘴列(喷嘴组),并且一个喷嘴列由例如180个喷嘴30构成。该喷嘴板24中的从喷嘴30喷射出油墨的一侧的面,相当于本实用新型中的喷嘴形成面。
上述振动板25为,在支承板31的表面上层叠了弹性体膜32的双重结构。在本实施方式中,使用复合材料来制成振动板25,所述复合材料将作为金属板的一种的不锈钢作为支承板31,并在该支承板31的表面上覆盖树脂薄膜以作为弹性体膜32。在该振动板25上设置有使压力室28的容积发生变化的隔膜部33。而且,在该振动板25上设置有对贮留部26的一部分进行密封的可塑性部34。
上述的隔膜部33通过用蚀刻加工等对支承板31进行局部去除而制成。即,该隔膜部33由岛部35和薄壁弹性部构成,所述岛部35与压电振子20的自由端部20a的顶端面接合,所述薄壁弹性部36围绕该岛部35。上述的可塑性部34与隔膜部33同样通过用蚀刻加工等而去除与贮留部26的开口面对置的区域内的支承板31,从而被制成,并且作为吸收被贮留在贮留部26中的液体的压力变动的缓冲器而发挥作用。
而且,由于上述的岛部35与压电振子20的顶端面接合,因此能够通过使该压电振子20的自由端部20a进行伸缩从而使压力室28的容积发生变动。随着该容积的变动,压力室28内的油墨将产生压力变动。而且,记录头2构成为,利用该压力变动而使油墨从喷嘴30被喷射。
罩部件45为对流道组件17的侧面和头壳体15的侧面进行保护的部件,并且由不锈钢等具有导电性的板材制成。本实施方式中的罩部件45的一部分以使喷嘴板24的喷嘴30露出的状态与喷嘴形成面的边缘部抵接,并且与该喷嘴板24电导通。由于罩部件45被接地,且与喷嘴板24接触并导通,从而防止了例如由于在记录纸6等中所产生的静电经由喷嘴板24而传递所导致的、驱动IC等的损坏或喷嘴板24的带电。
接下来,对打印机1的电结构进行说明。
图4为对打印机1的电结构进行说明的框图。外部装置50为,例如对计算机或数码相机等的图像进行处理的电子设备。该外部装置50以可通信的方式连接于打印机1,并为了在打印机1中使图像或文本印刷在记录纸6等记录介质上,而向打印机1发送与该图像等对应的印刷数据。
本实施方式中的打印机1具有:输送机构8、滑架移动机构7、线性编码器10、记录头2、烟雾捕集部13、以及打印机控制器51。
打印机控制器51为用于实施对打印机的各个部件的控制的控制组件。打印机控制器51具有接口(I/F)部54、CPU55、存储部56、驱动信号生成部57、捕集部施加电压生成部58。接口部54实施从外部装置50向打印机1发送印刷数据或印刷命令、或者由外部装置50接收打印机1的状态信息等的打印机的状态数据的发送和接收。CPU55为用于实施对打印机整体的控制的运算处理装置。存储部56为对CPU55的程序或各种控制所使用的数据进行存储的元件,并包括ROM、RAM、NVRAM(非易失性存储元件)。CPU55根据被存储在存储部56中的程序,而对各个组件进行控制。
CPU55作为时钟脉冲生成单元而发挥作用,所述时钟脉冲生成单元根据由线性编码器10输出的编码器脉冲EP而生成时钟脉冲PTS。而且,CPU55与该时钟脉冲PTS同步而对印刷数据的输送或由驱动信号生成部57实施的驱动信号COM的生成等进行控制。另外,CPU55根据时钟脉冲PTS,而生成锁存信号LAT等时钟信号并向记录头2的头控制部53输出。头控制部53根据来自打印机控制器51的头控制信号(印刷数据以及时钟信号),而实施驱动信号COM的喷射驱动脉冲DP(参照图5)向记录头2的压电振子20的施加控制等。
捕集部施加电压生成部58作为生成施加于烟雾捕集部13的烟雾吸收材料14的电压的电源而发挥作用。而且,被构成为,通过向烟雾吸收材料14施加负极性的电压(是指平均表示负值的电压,也包含部分成为正电压的情况),从而使该烟雾吸收材料14带负电。该捕集部施加电压生成部58被构成为,通过CPU55来控制开启、关闭。具体而言,当记录头2移动至烟雾捕集部13的上方而成为喷嘴形成面与烟雾吸收材料14对置的状态(在与喷嘴形成面平行的面内两者重合的状态)时,捕集部施加电压生成部58被切换成开启。由此,成为向烟雾吸收材料14施加电压的状态。另一方面,当记录头2向压印板5的油墨喷射区域侧进行移动而成为喷嘴形成面不与烟雾捕集部13对置(俯视观察时不重合)的状态时,捕集部施加电压生成部58被切换成关闭。由此,成为不向烟雾吸收材料14施加电压的状态。
驱动信号生成部57根据与驱动信号的波形相关的波形数据,而生成模拟的电压信号。而且,驱动信号生成部57对上述的电压信号进行增幅从而生成驱动信号COM。该驱动信号COM为,在对记录介质实施印刷处理(记录处理或喷射处理)时被施加于记录头2的压力产生单元、即压电振子20的信号,并为在作为重复周期的单位时间内,至少包含一个以上例如图5中所示的喷射驱动脉冲DP的一系列的信号。在此,喷射驱动脉冲DP是指,为了使液滴状的油墨从记录头2的喷嘴30被喷射,而使压电振子20实施预定的动作的脉冲。
图5为,表示在驱动信号COM中所含有的喷射驱动脉冲DP的结构的一个示例的波形图。并且,在图5中,纵轴为电位,横轴为时间。而且,喷射驱动脉冲DP包括:电位向正电位侧从基准电位(中间电位)Vb变化至最大电位(最大电压)Vmax,从而使压力室28膨胀的膨胀要素p1;将最大电位Vmax维持固定时间的膨胀维持要素p2;电位向负电位侧从最大电位Vmax变化至最小电位(最小电压)Vmin,从而使压力室28急剧地收缩的收缩要素p3;将最小电位Vmin维持固定时间的收缩维持(制振保持)要素p4;电位从最小电位Vmin恢复至基准电位Vb的恢复要素p5。由于本实施方式的喷射驱动脉冲DP中,最小电位(最小电压)Vmin大于等于零,因此整体为正的电压波形,但由于与被施加于例如共用外部电极42的偏压之间的关系,而也可以采用局部表示负值的结构。此时,喷射驱动脉冲DP的电压平均成为正值。
当向压电振子20施加喷射驱动脉冲DP时,压电振子20以如下方式发挥作用。首先,压电振子20通过膨胀要素p1而收缩,与此同时,压力室28从与基准电位Vb对应的基准容积膨胀至与最大电位Vmax对应的最大容积。由此,在喷嘴30内露出的弯液面向压力室侧被吸入。该压力室28的膨胀状态,在膨胀维持要素p2的整个施加期间内被维持为固定。当在膨胀维持要素p2之后接着向压电振子20施加收缩要素p3时,该压电振子20将伸长,由此,压力室28从上述最大容积急剧地收缩至与最小电位Vmin对应的最小容积。通过该压力室28的急剧的收缩,从而压力室28内的油墨被加压,由此,从喷嘴30喷射出几p1~几十p1的油墨。该压力室28的收缩状态,在收缩维持要素p4的整个施加期间内被维持较短时间,之后,恢复要素p5被施加于压电振子20,从而压力室28从与最小电位Vmin对应的容积恢复至与基准电位Vb对应的基准容积。
在本实用新型所涉及的打印机1中,具有如下特征,即,利用油墨滴带正电的现象,来对随着油墨滴的喷射而产生的烟雾进行捕集,所述油墨滴通过所述驱动信号COM(喷射驱动脉冲DP)的施加而由压电振子20进行驱动,从而从记录头2的喷嘴30被喷射出。具体而言,采用如下结构,即,通过捕集部施加电压生成部58而向烟雾捕集部13的烟雾吸收材料14施加负(压印板5的油墨喷射区域的电位的负电位侧)电压,而使该烟雾吸收材料14带负电,从而主动地使烟雾吸附在烟雾吸收材料14上。
图6(a)、图6(b)为,对烟雾的捕集进行说明的模式图。另外,在图6(a)中图示为记录头2的局部的剖视图。
如上文所述,由于喷嘴板24通过盖部件45(图2)而被接地,而且,压印板5也被接地,因此压印板5和喷嘴板24之间成为无电场。在这里,如图6(a)所示,当向压电振子20的个别外部电极43输入了驱动信号COM的驱动脉冲DP、即正电压时,压电振子20与压力室28之间由于通过振动板25的弹性体膜32而被绝缘,因此在压电振子20的附近的压力室28内的油墨中,由于静电感应而感应有负电荷。此外,在成为其相反侧的喷嘴30附近的油墨中感应有正电荷。虽然该正电荷的一部分向喷嘴板24侧进行移动,但从喷嘴30喷射出的油墨中仍残留有正电荷。而且,从喷嘴30喷射出的油墨在朝向压印板5上的记录纸6飞射的期间内,带电由于勒纳德效应而向正电位侧增强。此外,油墨不仅由于勒纳德效应,还由于穿过记录头2内的流道时的摩擦而具有带正电的倾向。由此,在本实用新型所涉及的打印机1中,通过将压印板5设定为与喷嘴板24(尤其是喷嘴30)或压力室28内的油墨相同的电位,从而设定为在喷嘴板24与压印板5之间未形成电场的状态,从而主动地使从喷嘴30被喷射出的油墨带正电。
从喷嘴30被喷射出的油墨滴在喷落在记录纸6上之前的期间,分离为前端的主液滴(main液滴)和其后的卫星液滴(副液滴)。该卫星液滴的一部分或全部由于空气的粘性阻力而使速度降低,从而不会到达记录纸6而烟雾化。在这里,由于喷嘴板24和压印板5之间无电场,因此防止了对油墨产生静电感应的情况,由此,卫星液滴和烟雾均具有正电荷。烟雾在喷嘴板24的附近漂浮,并通过由记录头2的移动而产生的负压从而随着该记录头2进行移动。并且,如图6(b)所示,当记录头2超过压印板5的油墨喷射区域以及最大记录纸宽而移动至烟雾捕集部13的上方,从而喷嘴形成面与烟雾吸收材料14对置时,将成为负电压被施加于该烟雾吸收材料14的状态,由此该烟雾吸收材料14带负电。由此,在记录头2的附近漂浮的具有正电荷的烟雾,通过静电力而被吸附并捕集在烟雾吸收材料14上。另外,如上文所述,当记录头2向压印板5的油墨喷射区域侧进行移动,从而成为喷嘴形成面不与烟雾吸收材料14对置的状态时,将成为不向烟雾吸收材料14施加电压的状态。因此,在记录头2向记录纸6喷射油墨的期间,烟雾吸收材料14的带电不会对被喷射出的油墨产生影响。此外,由于在喷嘴形成面与烟雾吸收材料14对置之前,不会向烟雾吸收材料14施加电压,因此防止了在记录头2朝向烟雾捕集部13的中途,烟雾附着于记录头6的宽度方向上的端部的现象。
通过采用如上文所述的结构,从而能够更加可靠地捕集随着油墨的喷射而产生的烟雾,从而减少了油墨附着在打印机内的结构部件(例如,驱动电机、驱动带、线性标尺等容易带电的部件)上的情况。其结果为,抑制了由于烟雾的附着而导致的故障,从而提高了打印机1的耐久性以及可靠性。
但是,本实用新型并不限定于上述的实施方式,而能够根据权利要求书中的记载进行各种改变。
例如,关于烟雾捕集部13,虽然在上述的第一实施方式中,例示了如下结构,即,通过向具有导电性的烟雾吸收材料14施加负电压,从而使该烟雾吸收材料14带负电的结构,但并不限定于此,作为烟雾吸收材料14也可以使用在带电序列中显示负极性的原料。作为此时的烟雾吸收材料14,可以采用硅制、聚丙烯制、或聚氯乙烯制的海绵等。根据该结构,由于烟雾吸收材料14′本身带负电,因此不需要捕集部施加压电生成部58等电源,从而通过更简单的结构而得到烟雾的捕集效果。
此外,虽然在上述各个实施方式中,例示了利用从喷嘴30被喷射出的油墨带正电的现象而回收烟雾的结构,但并不限定于此。例如,也考虑到如下情况,即,在将喷嘴板24和压印板5之间设定为无电场的前提下,通过向压力产生单元的电极施加负电压(平均成为负值的电压),从而通过该压力产生单元的驱动而使油墨从记录头2的喷嘴30被喷射出的结构中,被喷射出的油墨带负电的情况。此时,通过使烟雾吸收材料14带电为与施加于压力产生单元的电极的电压的极性相反的极性(即,此时为正极性),从而能够与上述各个实施方式相同地将烟雾捕集在烟雾吸收材料14上。
而且,虽然在上述各个实施方式中,作为压力产生单元而例示了所谓的纵振动型的压电振子20,但并不限定于此,也可以采用例如所谓的挠曲振动型的压电振子。此时,关于图5中所示的驱动信号(喷射驱动脉冲DP)的波形,电位的变化方向、即上下成为反转的波形。另外,作为压力产生单元,即使在采用发热元件、或静电致动器等通过电压的施加而被驱动的压力产生单元的结构中,也能够应用本实用新型,所述发热元件通过发热而使油墨崩沸从而产生压力变动,所静电致动器通过静电力而使压力室的隔壁位移从而产生压力变动。
而且,本实用新型只要为利用压力产生单元而能够实现对液体的喷射控制的液体喷射装置,则并不限定于打印机,也能够应用于如下的装置,即,绘图仪、传真装置、复印机等各种喷墨式记录装置,或记录装置以外的液体喷射装置,例如,显示器制造装置、电极制造装置、芯片制造装置等。而且,在显示器制造装置中,从彩色材料喷射头喷射R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)的各种彩色材料的溶液。而且,在电极制造装置中,从电极材料喷射头喷射液状的电极材料。在芯片制造装置中,从生体有机物喷射头喷射生体有机物的溶液。
符号说明
1…打印机;2…记录头;5…压印板;6…记录纸;13…烟雾捕集部;14…烟雾吸收材料;20…压电振子;24…喷嘴板;28…压力室;30…喷嘴;42…共用外部电极;43…个别外部电极;57…驱动信号生成部;58…捕集部施加电压生成部。
Claims (7)
1.一种液体喷射装置,其特征在于,具备:
液体喷射头,其具有:喷嘴形成面,所述喷嘴形成面形成有喷射液体的喷嘴;压力产生单元,所述压力产生单元通过驱动信号的施加而驱动,从而使与所述喷嘴连通的压力室内的液体产生压力变动,并且,所述液体喷射头通过该压力产生单元的驱动而使液体从所述喷嘴朝向喷落对象被喷射;
驱动信号生成单元,其生成对所述压力产生单元进行驱动的驱动信号;
支承单元,其以相对于实施喷射动作时的所述液体喷射头的喷嘴形成面而隔开间隔的方式被配置,并对所述喷落对象进行支承;
液滴捕集单元,其被配置在偏离出喷射区域的区域上,所述喷射区域为,液体从所述液体喷射头向所述喷落对象被喷射的、所述支承单元上的区域,
并且,所述支承单元上的所述喷射区域含有具有导电性的材料,且被设定为与所述喷嘴、所述喷嘴形成面、或所述压力室内的液体相同的电位,
所述液滴捕集单元与所述喷射区域相比,被设定为负极性。
2.一种液体喷射装置,其特征在于,具备:
液体喷射头,其具有:喷嘴形成面,所述喷嘴形成面形成有喷射液体的喷嘴;压力产生单元,所述压力产生单元通过驱动信号的施加而驱动,从而使与所述喷嘴连通的压力室内的液体产生压力变动,并且,所述液体喷射头通过该压力产生单元的驱动而使液体从所述喷嘴朝向喷落对象被喷射;
驱动信号生成单元,其生成对所述压力产生单元进行驱动的驱动信号;
支承单元,其以相对于实施喷射动作时的所述液体喷射头的喷嘴形成面而隔开间隔的方式被配置,并对所述喷落对象进行支承;
液滴捕集单元,其被配置在偏离出喷射区域的区域上,所述喷射区域为,液体从所述液体喷射头向所述喷落对象被喷射的、所述支承单元上的区域,
并且,所述支承单元上的所述喷射区域含有具有导电性的材料,且被设定为与所述喷嘴、所述喷嘴形成面、或所述压力室内的液体相同的电位,
所述液滴捕集单元被设定为,与在所述压力产生单元的驱动时被施加于所述驱动电极的电压相反的极性。
3.如权利要求1或权利要求2所述的液体喷射装置,其特征在于,
所述液滴捕集单元具有对液滴进行吸收的吸收材料。
4.如权利要求3所述的液体喷射装置,其特征在于,
所述吸收材料具有导电性,且通过被施加电压而带电。
5.如权利要求4所述的液体喷射装置,其特征在于,
仅在所述液体喷射头的喷嘴形成面与所述液滴捕集单元对置的状态下,向所述吸收材料施加电压。
6.如权利要求3所述的液体喷射装置,其特征在于,
所述吸收材料由在带电序列中显示负极性的原料构成。
7.如权利要求1至权利要求6中任一项所述的液体喷射装置,其特征在于,
所述液滴捕集单元被配置在,偏离出喷射区域的区域,且能够对应的最大宽度的喷落对象的端部的外侧。
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