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液体喷出头以及液体喷出装置

文献发布时间:2023-06-19 16:11:11



技术领域

本发明涉及一种液体喷出头以及液体喷出装置。

背景技术

一般而言,设置于压电方式的喷墨打印机等液体喷出装置上的液体喷出头具有:喷嘴;压力室,其与喷嘴连通;压电元件,其使压力室的压力发生变化。

为了对应于油墨的高粘度化或者大粒径的液体的喷出等,例如,已知一种如专利文献1所记载的那样使来自多个压力室的液体从一个喷嘴喷出的装置。

在专利文献1所记载的装置中,在与喷嘴的排列方向交叉的方向上并排的两个压力室与一个喷嘴连通。相对于此,也可以考虑使在喷嘴的排列方向上并排的两个压力室与一个喷嘴连通的结构。在该结构中具有用于对该两个压力室供给液体的共用液室的数量为一个即可等优点。但是,由于如果单纯地采用该结构,各压力室的压力变得易于逃逸到共用液室中,因此存在喷出性能的改善的余地。

专利文献1:日本特开2018-103418号公报

发明内容

为了解决以上的课题,本发明所涉及的液体喷出头的一个方式具有:压力室基板,其设置有第一压力室和相对于所述第一压力室而在第一方向上相邻的第二压力室;连通板,其设置有与所述第一压力室以及所述第二压力室连通的第一连通通道和在与所述第一连通通道不同的位置处与所述第一压力室以及所述第二压力室连通的第一共用液室;喷嘴基板,其设置有经由所述第一连通通道而与所述第一压力室以及所述第二压力室共同连通的第一喷嘴,在所述压力室基板或者所述连通板上设置有第二连通通道,该第二连通通道与所述第一共用液室连通,并且与所述第一压力室以及所述第二压力室共同连通。

本发明所涉及的液体喷出装置的一个方式具有:上述的方式的液体喷出头;控制部,其对所述液体喷出头中的的液体的喷出动作进行控制。

附图说明

图1为示意性地表示第一实施方式所涉及的液体喷出装置的结构图。

图2为第一实施方式所涉及的液体喷出装置中的液体的流道的说明图。

图3为第一实施方式所涉及的液体喷出头的剖视图。

图4为示意性地表示图3所示的液体喷出头的流道的平面图。

图5为图4中的B-B线剖视图。

图6为第二实施方式所涉及的液体喷出头的剖视图。

图7为第三实施方式所涉及的液体喷出头的剖视图。

图8为示意性地表示图7所示的液体喷出头的流道的平面图。

图9为第四实施方式所涉及的液体喷出头的剖视图。

图10为示意性地表示图9所示的液体喷出头的流道的平面图。

图11为示意性地表示第五实施方式所涉及的液体喷出头的流道的平面图。

图12为第六实施方式所涉及的液体喷出装置中的液体的流道的说明图。

具体实施方式

以下,参照附图,对本发明所涉及的优选的实施方式进行说明。另外,在附图中,各个部分的尺寸以及比例尺与实际情况适当地不同,并且也存在为了易于理解而示意性地示出的部分。此外,只要在以下的说明中没有特别地对本发明进行限定的含义的记载,则本发明的范围并不限于这些方式。

另外,为了便于说明,以下的说明适当地使用相互交叉的X轴、Y轴以及Z轴来进行。此外,在以下的说明中,沿着X轴的一个方向为X1方向,与X1方向相反的方向为X2方向。同样地,沿着Y轴且彼此相反的方向为Y1方向以及Y2方向。此外,沿着Z轴且彼此相反的方向为Z1方向以及Z2方向。Y1方向或者Y2方向为“第一方向”的一个示例。X1方向或者X2方向为“第二方向”的一个示例。Z1方向或者Z2方向为“第三方向”的一个示例。此外,存在将在沿着Z轴的方向上进行观察的情况称为“平面观察”的情况。

在此,典型而言,Z轴为铅直的轴,Z2方向相当于铅直方向中的向下的方向。但是,Z轴也可以不是铅直的轴。此外,虽然X轴、Y轴以及Z轴典型而言为相互正交,但是并未被限定于此,例如,只要以在80°以上且100°以下的范围内的角度进行交叉即可。

1.实施方式

1-1.液体喷出装置的整体结构

图1为示意性地表示第一实施方式所涉及的液体喷出装置100的结构图。液体喷出装置100为,将液体的一个示例即油墨作为液滴而向介质M喷出的喷墨式的印刷装置。介质M典型而言为印刷纸张。另外,介质M并未被限定于印刷纸张,也可以为例如树脂薄膜或者布帛等任意材质的印刷对象。

如图1所示,在液体喷出装置100中安装有对油墨进行贮存的液体容器10。作为液体容器10的具体的方式,可以列举出例如能够相对于液体喷出装置100装拆的墨盒、由可挠性的薄膜形成的袋状的墨袋以及能够对油墨进行补充的墨罐。另外,贮存在液体容器10中的油墨的种类为任意。

液体喷出装置100具有控制单元20、输送机构30、移动机构40、液体喷出头50和循环机构60。

控制单元20包括例如CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)或者FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等处理电路和半导体存储器等存储电路,并对液体喷出装置100的各要素的动作进行控制。在此,控制单元20为“控制部”的一个示例,并对液体喷出头50中的油墨的喷出动作进行控制。控制单元20可以仅设置一个,也可以设置多个。

输送机构30在由控制单元20实施的控制下,将介质M向Y2方向进行输送。移动机构40在由控制单元20实施的控制下,使液体喷出头50在X1方向和X2方向上往复。在图1所示的示例中,移动机构40具有对液体喷出头50进行收纳的被称为滑架的大致箱型的输送体41和固定输送体41的输送带42。另外,搭载在输送体41上的液体喷出头50的数量并未被限定为一个,也可以为多个。此外,在输送体41上,除了液体喷出头50以外,还可以搭载有上述的液体容器10。

液体喷出头50在由控制单元20实施的控制之下,将从液体容器10经由循环机构60供给的油墨分别从多个喷嘴N向着Z2方向朝向介质M喷出。通过使该喷出与由输送机构30实施的介质M的输送和由移动机构40实施的液体喷出头50的往复移动并行实施,从而在介质M的表面上形成由油墨形成的图像。

循环机构60为,向液体喷出头50供给油墨并且对从液体喷出头50排出的油墨为了向液体喷出头50再供给而进行回收的机构。通过这样的循环机构60的动作,能够抑制油墨的粘度上升或者减少油墨内的气泡的滞留。另外,关于循环机构60的结构,基于后述的图2来进行说明。

1-2.液体喷出装置的流道

图2为第一实施方式所涉及的液体喷出装置100中的液体的流道的说明图。如图2所示,液体喷出头50中设置有多个喷嘴N、多个独立流道P、第一共用液室R1和第二共用液室R2,并且与循环机构60连接。

多个喷嘴N沿着Y轴进行排列,多个喷嘴N的集合构成喷嘴列L。多个喷嘴N的每一个与独立流道P连通。

多个独立流道P分别针对每一个喷嘴N进行设置。各独立流道P包括:四个压力室C、喷嘴流道Nf、作为“第一连通通道”的一个示例的连通通道Na1、作为“第四连通通道”的一个示例的连通通道Na2、作为“第二连通通道”的一个示例的连通通道Ra1和作为“第三连通通道”的一个示例的连通通道Ra2。

多个独立流道P中的多个压力室C被划分为,属于沿着Y轴进行排列的列L1的多个压力室C、和属于在X1方向或X2方向上与列L1不同的位置处沿着Y轴进行排列的列L2的多个压力室。

在此,各独立流道P中所包括的四个压力室C由属于列L1的多个压力室C中的彼此相邻的两个压力室C、和属于列L2的多个压力室C中的彼此相邻的两个压力室C构成。

另外,各独立流道P的属于列L1的两个压力室C中的一个压力室C相当于后述的第一压力室C_1,另一个压力室C相当于后述的第二压力室C_2。各独立流道P的属于列L2的两个压力室C中的一个压力室C相当于后述的第三压力室C_3,另一个压力室C相当于后述的第四压力室C_4。

但是,也可以说,各独立流道P的属于列L1的两个压力室C中的与其他的独立流道P的第二压力室相邻的一个压力室C相当于后述的第五压力室C_5,另一个压力室C相当于后述的第六压力室C_6。此外,也可以说,各独立流道P的属于列L2的两个压力室C中的与其他的独立流道P的第二压力室相邻的一个压力室C相当于后述的第七压力室C_7,另一个压力室C相当于后述的第八压力室C_8。

各独立流道P中的列L1的两个压力室C和列L2的两个压力室C经由喷嘴流道Nf、连通通道Na1以及连通通道Na2连通。连通通道Na1介于列L1的两个压力室C和喷嘴流道Nf之间。另一方面,连通通道Na2介于列L2的两个压力室C和喷嘴流道Nf之间。在各喷嘴流道Nf上设置有喷嘴N。在各喷嘴流道Nf中,通过使上述的列L1的两个压力室C和列L2的两个压力室C的压力发生变化,从而从喷嘴N喷出油墨。

多个独立流道P分别与第一共用液室R1以及第二共用液室R2连通。第一共用液室R1与各独立流道P的X1方向的端连接,且在各独立流道P中经由连通通道Ra1而与列L1的两个压力室C连通。在第一共用液室R1中,贮存有用于向各独立流道P进行供给的油墨。另一方面,第二共用液室R2与各独立流道P的X2方向的端连接,且在各独立流道P中经由连通通道Ra2而与列L2的两个压力室C连通。在第二共用液室R2中贮存有不供喷出而从各独立流道P排出的油墨。

第一共用液室R1以及第二共用液室R2与循环机构60连接。循环机构60向第一共用液室R1供给油墨,并且对从第二共用液室R2排出的油墨为了再供给至第一共用液室R1而进行回收。循环机构60具有第一供给泵61、第二供给泵62、贮存容器63、回收流道64和供给流道65。

第一供给泵61为,将贮存于液体容器10中的油墨向贮存容器63进行供给的泵。贮存容器63为,临时地对从液体容器10供给的油墨进行贮存的子罐。回收流道64为,介于第二共用液室R2和贮存容器63之间,并用于将来自第二共用液室R2的油墨回收到贮存容器63中的流道。除了将贮存于液体容器10中的油墨从第一供给泵61供给至贮存容器63以外,还将从各独立流道P排出至第二共用液室R2中的油墨经由回收流道64供给至贮存容器63。第二供给泵62为,送出贮存于贮存容器63中的油墨的泵。供给流道65为,介于第一共用液室R1和贮存容器63之间,并用于将来自贮存容器63的油墨向第一共用液室R1进行供给的流道。

1-3.液体喷出头的整体结构

图3为第一实施方式所涉及的液体喷出头50的剖视图。在图3中,示出了图2的A-A线剖视图。如图3所示,液体喷出头50具有:喷嘴基板51、连通板52、压力室基板53、振动板54、吸振体551以及吸振体552、多个压电元件56、壳体部57、密封体58、配线基板59和驱动电路70。

在此,在位于与连通板52相比靠Z1方向的区域内,设置有压力室基板53、振动板54、多个压电元件56、壳体部57和密封体58。另一方面,在位于与连通板52相比靠Z2方向的区域内,设置有喷嘴基板51、吸振体551和吸振体552。这样的液体喷出头50的结构要素中的喷嘴基板51、连通板52、压力室基板53以及振动板54按照此顺序朝向Z1方向进行层压,并且在由该层压而构成的结构体中设置上述的第一共用液室R1、第二共用液室R2、多个独立流道P以及多个喷嘴N。此外,这些各结构要素示意性地为在Y方向上呈长条的板状部件,并且通过例如粘合剂而被相互粘合。

在喷嘴基板51上设置有多个喷嘴N。多个喷嘴N分别为贯穿喷嘴基板51的贯穿孔,且使油墨通过。喷嘴基板51例如通过使用半导体加工技术对单晶硅基板进行加工而被制造。作为该单晶硅基板,例如,优选使用(100)单晶硅基板。

在连通板52上设置有第一共用液室R1以及第二共用液室R2各自的一部分和多个独立流道P中的除压力室C以外的部分。即,构成独立流道P的要素中的喷嘴流道Nf、连通通道Na1、连通通道Na2、连通通道Ra1以及连通通道Ra2被设置在连通板52上。

第一共用液室R1以及第二共用液室R2各自的该一部分为贯穿连通板52的空间。在连通板52的朝向Z2方向的面上设置有对由该空间形成的开口进行封堵的吸振体551以及吸振体552。

吸振体551以及吸振体552分别为由弹性材料构成的层状部件。吸振体551构成第一共用液室R1的壁面的一部分,并对第一共用液室R1中的压力变动进行吸收。同样地,吸振体552构成第二共用液室R2的壁面的一部分,并对第二共用液室R2中的压力变动进行吸收。

喷嘴流道Nf为,被设置在连通板52的朝向Z2方向的面上的槽内的空间。在此,喷嘴基板51构成喷嘴流道Nf的壁面的一部分。连通通道Na1、连通通道Na2、连通通道Ra1以及连通通道Ra2分别为贯穿连通板52的空间,且朝向Z1方向以及Z2方向的各个方向开口。以上的连通板52例如通过使用半导体加工技术对单晶硅基板进行加工从而被制造。作为该单晶硅基板,例如优选使用(110)单晶硅基板。另外,将基于后述的图4以及图5来对喷嘴流道Nf、连通通道Na1、连通通道Na2、连通通道Ra1以及连通通道Ra2的详细情况进行说明。

在压力室基板53上设置有多个独立流道P的压力室C。各压力室C贯穿压力室基板53,并且为在连通板52与振动板54之间的间隙。压力室基板53例如通过使用半导体加工技术对单晶硅基板进行加工从而被制造。作为该单晶硅基板,例如优选使用(110)单晶硅基板。

振动板54为能够弹性地进行振动的板状部件。振动板54例如为,包括由二氧化硅(SiO

在振动板54的朝向Z1方向的面上对应于每一个压力室C而设置有多个压电元件56。各压电元件56例如通过彼此对置的第一电极以及第二电极和被配置在两电极间的压电体层的层压而被构成。各压电元件56通过使压力室C内的油墨的压力发生变动,从而使压力室C内的油墨从喷嘴N喷出。压电元件56通过从驱动电路70供给的驱动信号,而随着自身的变形使振动板54进行振动。通过随着该振动的压力室C的膨胀或者收缩,从而使压力室C内的油墨的压力发生变动。另外,在各独立流道P中,压电元件56也可以被设置为由列L1或者列L2的两个压力室C共用。

壳体部57为用于对油墨进行贮存的壳体。在壳体部57中设置有对于第一共用液室R1以及第二共用液室R2的每一个而构成其被设置在连通板52上的一部分以外的剩余部分的空间。此外,在壳体部57上设置有孔571以及孔572。孔571为与第一共用液室R1连通的管道,且与循环机构60的供给流道65进行连接。因此,从第二供给泵62送出至供给流道65的油墨经由孔571而被供给至第一共用液室R1中。另一方面,孔572为与第二共用液室R2连通的管道,且与循环机构60的回收流道64进行连接。因此,第二共用液室R2内的油墨经由孔572而被排出到回收流道64中。

密封体58为对多个压电元件56进行保护并且对压力室基板53以及振动板54的机械强度进行加强的结构体。密封体58例如通过粘合剂而被粘合在振动板54的表面上。在密封体58上设置有对多个压电元件56进行收纳的凹部。

在振动板54的朝向Z1方向的面上粘合有配线基板59。配线基板59为,形成用于电连接控制单元20和液体喷出头50的多条配线的安装部件。例如,配线基板59为,FPC(Flexible Printed Circuit:柔性电路板)或者FFC(Flexible Flat Cable:柔性扁平电缆)等可挠性的配线基板。在配线基板59上安装有用于对压电元件56进行驱动的驱动电路70。驱动电路70将驱动信号供给至各压电元件56。

在以上结构的液体喷出头50中,通过上述的循环机构60的动作,从而使油墨按照顺序在第一共用液室R1、连通通道Ra1、列L1的压力室C、连通通道Na1、喷嘴流道Nf、连通通道Na2、列L2的压力室C、连通通道Ra2以及第二共用液室R2中流通。另外,循环机构60的动作期间或者动作定时是任意的,并且是否与从喷嘴N喷出油墨的期间或者定时重复也是任意的。

此外,在各独立流道P中,通过同时驱动与列L1的两个压力室C和列L2的两个压力室C双方对应的压电元件56,从而使这些压力室C的压力发生变动,进而使油墨随着该压力变动而从喷嘴N被喷出。在图3中,利用虚线以及箭头标记而示出了此时的油墨的流动的路径以及方向。

1-4.液体喷出头的流道

图4为示意性地表示图3所示的液体喷出头50的流道的平面图。图5为图4中的B-B线剖视图。在图4中,示出了在Z2方向上对压力室基板53进行观察时的压力室C、喷嘴流道Nf、连通通道Na1、连通通道Na2、连通通道Ra1、连通通道Ra2、第一共用液室R1以及第二共用液室R2的配置。另外,虽然在图4中为了便于说明,而示意性地示出了该流道的各部的形状,但是实际上,例如在通过利用各向异性蚀刻对单晶硅基板进行加工从而形成该流道的情况下,沿着单晶硅基板的结晶面的壁面被适当地设置在该流道中。

在图4中,作为在Y1方向或者Y2方向上彼此相邻的两个喷嘴N,示出了第一喷嘴N_1以及第二喷嘴N_2。并且,在图4中,作为与第一喷嘴N_1相对应的喷嘴流道Nf,示出了第一喷嘴流道Nf_1,并且作为与第一喷嘴N_1相对应的四个压力室C,示出了第一压力室C_1、第二压力室C_2、第三压力室C_3以及第四压力室C_4。此外,在图4中,作为与第二喷嘴N_2相对应的喷嘴流道Nf,示出了第二喷嘴流道Nf_2,并且作为与第二喷嘴N_2相对应的四个压力室C,示出了第五压力室C_5、第六压力室C_6、第七压力室C_7以及第八压力室C_8。

如图4所示,第一压力室C_1、第二压力室C_2、第五压力室C_5以及第六压力室C_6按照该顺序在Y2方向上进行排列。在此,第一压力室C_1以及第二压力室C_2在Y1方向或者Y2方向上彼此相邻。第二压力室C_2以及第五压力室C_5在Y1方向或者Y2方向上彼此相邻。第五压力室C_5以及第六压力室C_6在Y1方向或者Y2方向上彼此相邻。

同样地,第三压力室C_3、第四压力室C_4、第七压力室C_7以及第八压力室C_8按照该顺序在Y2方向上进行排列。其中,第三压力室C_3相对于第一压力室C_1位于X2方向上,第一压力室C_1以及第三压力室C_3沿着X1方向或者X2方向排列。同样地,第二压力室C_2以及第四压力室C_4沿着X1方向或者X2方向排列。第五压力室C_5以及第七压力室C_7沿着X1方向或者X2方向排列。第六压力室C_6以及第八压力室C_8沿着X1方向或者X2方向排列。

连通通道Na1具有第一部分Na11和第二部分Na12。这些部分分别由独立地贯穿连通板52的孔构成。如此,针对每一个喷嘴N,连通通道Na1由两个流道构成。

在此,在与第一喷嘴N_1相对应的连通通道Na1中,第一部分Na11介于第一压力室C_1和第一喷嘴流道Nf_1之间,并且第二部分Na12介于第二压力室C_2和第一喷嘴流道Nf_1之间。同样地,在与第二喷嘴N_2相对应的连通通道Na1中,第一部分Na11介于第五压力室C_5和第二喷嘴流道Nf_2之间,并且第二部分Na12介于第六压力室C_6和第二喷嘴流道Nf_2之间。

另一方面,连通通道Na2具有第一部分Na21和第二部分Na22。这些部分分别由独立地贯穿连通板52的孔构成。如此,针对每一个喷嘴N,连通通道Na2由贯穿连通板52的两个孔构成。

在此,在与第一喷嘴N_1相对应的连通通道Na2中,第一部分Na21介于第三压力室C_3和第一喷嘴流道Nf_1之间,并且第二部分Na22介于第四压力室C_4和第一喷嘴流道Nf_1之间。同样地,在与第二喷嘴N_2相对应的连通通道Na2中,第一部分Na21介于第七压力室C_7和第二喷嘴流道Nf_2之间,并且第二部分Na22介于第八压力室C_8和第二喷嘴流道Nf_2之间。

相对于此,各连通通道Ra1以及连通通道Ra2与各连通通道Na1以及连通通道Na2不同,针对每一个喷嘴N而由贯穿连通板52的一个孔构成。

在此,与第一喷嘴N_1相对应的连通通道Ra1被设置为第一压力室C_1以及第二压力室C_2所共用,且介于第一压力室C_1以及第二压力室C_2与第一共用液室R1之间。因此,与第一喷嘴N_1相对应的连通通道Ra1朝向第一压力室C_1以及第二压力室C_2的每一个开口,并且朝向第一共用液室R1开口。

同样地,与第二喷嘴N_2相对应的连通通道Ra1被设置为第五压力室C_5以及第六压力室C_6所共用,且介于第五压力室C_5以及第六压力室C_6与第一共用液室R1之间。因此,与第二喷嘴N_2相对应的连通通道Ra1朝向第五压力室C_5以及第六压力室C_6的每一个开口,并且朝向第一共用液室R1开口。

为了将来自列L1的压力室C的压力有效地传递至喷嘴N,如上所述的连通通道Ra1被构成为与连通通道Na1相比而使该压力难以逃逸。具体而言,例如,连通通道Ra1的流道阻力高于连通通道Na1的流道阻力。从这样的观点出发,在将连通通道Ra1的对于第一压力室C_1以及第二压力室C_2的开口处的截面面积的合计值设为A,将第一部分Na11的对于第一压力室C_1的开口处的截面面积设为B,并将第二部分Na12的对于第二压力室C_2的开口处的截面面积设为C时,优选为,满足A<B+C的关系。另外,在图4所示的示例中,A为(W2X×W2Y×2),B以及C分别为(W1X×W1Y)。

另外,实际上,优选为,来自压力室C的压力的效率性不仅考虑在连通通道Ra1的开口与连通通道Na1的开口的比较,还考虑在连通通道Ra1的沿着Z方向延伸的全部区域与连通通道Na1的沿着Z方向延伸的全部区域的比较。在此,一般而言,流道的长度越长,并且截面面积越小,则流道阻力越大。另一方面,由于连通通道Ra1和连通通道Na1均以贯穿连通板52的方式被设置,因此无法使它们的长度有较大的不同。因此,在将连通通道Ra1的平均截面面积设为D,将连通通道Na1的第一部分Na11的平均截面面积设为E,并将连通通道Na1的第二部分Na12的平均截面面积设为F时,更加优选为满足D<E+F的关系。

另一方面,与第一喷嘴N_1相对应的连通通道Ra2被设置为第三压力室C_3以及第四压力室C_4所共用,且介于第三压力室C_3以及第四压力室C_4与第二共用液室R2之间。因此,与第一喷嘴N_1相对应的连通通道Ra2朝向第三压力室C_3以及第四压力室C_4的每一个开口,并且朝向第二共用液室R2开口。

同样地,与第二喷嘴N_2相对应的连通通道Ra2被设置为第七压力室C_7以及第八压力室C_8所共用,且介于第七压力室C_7以及第八压力室C_8与第二共用液室R2之间。因此,与第二喷嘴N_2相对应的连通通道Ra2朝向第七压力室C_7以及第八压力室C_8的每一个开口,并且朝向第二共用液室R2开口。

为了将来自列L2的压力室C的压力有效地传递至喷嘴N,与上述的连通通道Ra1同样地,如上所述的连通通道Ra2被构成为与连通通道Na2相比而使该压力难以逃逸。

如以上那样,液体喷出头50具有压力室基板53、连通板52和喷嘴基板51。如上所述,在压力室基板53上设置有第一压力室C_1以及相对于第一压力室C_1而在作为“第一方向”的一个示例的Y2方向上相邻的第二压力室C_2。在连通板52上设置有作为与第一压力室C_1以及第二压力室C_2连通的“第一连通通道”的一个示例的连通通道Na1和在与连通通道Na1不同的位置处与第一压力室C_1以及第二压力室C_2连通的第一共用液室R1。在喷嘴基板51上设置有第一喷嘴N_1,该第一喷嘴N_1经由连通通道Na1与第一压力室C_1以及第二压力室C_2共同连通。

在此基础上,在连通板52上设置有作为“第二连通通道”的一个示例的连通通道Ra1,该连通通道Ra1与第一共用液室R1连通,并且与第一压力室C_1以及第二压力室C_2共同连通。

在以上的液体喷出头50中,由于第一压力室C_1以及第二压力室C_2经由共同的连通通道Ra1而与第一共用液室R1连通,因此与第一压力室C_1以及第二压力室C_2各自经由独立的连通通道与第一共用液室R1连通的结构相比,易于使连通通道Ra1的流道阻力高于连通通道Na1的流道阻力。因此,能够减少因第一压力室C_1以及第二压力室C_2各自的压力逃逸到第一共用液室R1中而导致的喷出性能的降低。即,能够将第一压力室C_1以及第二压力室C_2各自的压力有效地用于从第一喷嘴N_1喷出油墨,其结果为,与现有技术相比能够实现喷出性能的提高。

相对于此,在第一压力室C_1以及第二压力室C_2各自经由独立的连通通道与第一共用液室R1连通的结构中,为了增大该独立的连通通道的流道阻力,需要通过极其微细的加工来形成连通板。特别是,由于随着近年的喷嘴的窄间距化,该独立的连通通道要进一步微细化,因此该独立的连通通道的形成较难。

在本实施方式中,如上所述,连通通道Ra1未被设置在压力室基板53上,而被设置在连通板52上。因此,与在压力室基板53上设置连通通道Ra1的至少一部分的结构相比,能够使压力室基板53的结构简化。其结果为,能够提高压力室基板53的设计的自由度。

此外,如上所述,第一压力室C_1以及第二压力室C_2分别沿着作为“与第一方向交叉的第二方向”的一个示例的X1方向或者X2方向延伸。连通通道Na1沿着作为“与第一方向以及第二方向交叉的第三方向”的一个示例的Z1方向或者Z2方向延伸。因此,与连通通道Na1沿着与第一压力室C_1以及第二压力室C_2相同的平面延伸的结构相比,能够使压力从第一压力室C_1以及第二压力室C_2各自经由连通通道Na1朝向第一喷嘴N_1而有效地传递。

而且,如上所述,连通通道Na1包括第一部分Na11和第二部分Na12。第一部分Na11介于第一压力室C_1与第一喷嘴N_1之间。第二部分Na12在相对于第一部分Na11分离的位置处介于第二压力室C_2与第一喷嘴N_1之间。在这样的连通通道Na1中,与第一压力室C_1以及第二压力室C_2共用的一个流道相比,能够使压力从第一压力室C_1以及第二压力室C_2各自经由连通通道Na1而有效地传递至第一喷嘴N_1。

此外,如上所述,在连通板52上还设置有第一喷嘴流道Nf_1,该第一喷嘴流道Nf_1具有介于第一部分Na11以及第二部分Na12各自与第一喷嘴N_1之间的部分。因此,与将第一喷嘴流道Nf_1仅设置在喷嘴基板51上的结构相比,能够实现液体喷出头50的小型化,并且增加第一喷嘴流道Nf_1的截面面积。

而且,如上所述,第一喷嘴流道Nf_1沿着与Y2方向交叉的方向延伸。因此,能够沿着喷嘴基板51设置第一喷嘴流道Nf_1。

此外,如上所述,在将连通通道Ra1的对于第一压力室C_1以及第二压力室C_2的开口处的截面面积的合计值设为A,将第一部分Na11的对于第一压力室C_1的开口处的截面面积设为B,并将第二部分Na12的对于第二压力室C_2的开口处的截面面积设为C时,优选为满足A<B+C的关系。在满足该关系的情况下,即使连通通道Ra1以及连通通道Na1的长度彼此相同,也能够使连通通道Ra1的流道阻力大于连通通道Na1的流道阻力。另外,更加优选为,满足D<E+F的关系。

在此,与满足A<B以及A<C的关系的情况相比,在满足A>B以及A>C的关系的情况下,在连通通道Ra1的形成时不要求较高的加工精度,因此容易形成连通通道Ra1。另外,为了该目的,更加优选为,满足D>E以及D>F的关系。

另一方面,与满足A>B以及A>C的关系的情况相比,在满足A<B以及A<C的关系的情况下,能够增大连通通道Ra1的流道阻力。另外,为了该目的,更加优选为,满足D<E以及D<F的关系。

此外,如上所述,在压力室基板53中还设置有相对于第二压力室C_2而在Y2方向上相邻的第五压力室C_5。在喷嘴基板51中还设置有相对于第一喷嘴N_1而在Y2方向上相邻并且与第五压力室C_5连通的第二喷嘴N_2。因此,能够独立于从第一喷嘴N_1的油墨的喷出,而使来自第五压力室C_5的油墨从第二喷嘴N_2喷出。

在此,在压力室基板53中还设置有相对于第五压力室C_5而在Y2方向上相邻的第六压力室C_6。第二喷嘴N_2与第五压力室C_5以及第六压力室C_6共同连通。因此,能够利用第五压力室C_5以及第六压力室C_6的压力而有效地使油墨从第二喷嘴N_2喷出。

此外,如上所述,在压力室基板53上还设置有第三压力室C_3和第四压力室C_4。第三压力室C_3被配置于在X1方向或者X2方向上相对于第一压力室C_1而不同的位置处。第四压力室C_4被配置于在X1方向或者X2方向上相对于第二压力室C_2而不同的位置处,并且相对于第三压力室C_3而在Y2方向上相邻。此外,在连通板52中还设置有第二共用液室R2,该第二共用液室R2被配置于在X1方向或者X2方向上相对于第一共用液室R1而不同的位置处,并且与第三压力室C_3以及第四压力室C_4连通。并且,第一喷嘴N_1除了与第一压力室C_1以及第二压力室C_2共同连通以外,还与第三压力室C_3以及第四压力室C_4共同连通。因此,能够不仅利用第一压力室C_1以及第二压力室C_2的压力,还利用第三压力室C_3以及第四压力室C_4的压力使油墨有效地从第一喷嘴N_1喷出。

在此,如上所述,在连通板52上还设置有作为“第三连通通道”的一个示例的连通通道Ra2,该连通通道Ra2与第二共用液室R2连通,并且与第三压力室C_3以及第四压力室C_4共同连通。因此,与第三压力室C_3以及第四压力室C_4分别经由独立的连通通道与第二共用液室R2连通的结构相比,易于增大连通通道Ra2的流道阻力。其结果为,能够减少因第三压力室C_3以及第四压力室C_4各自的压力逃逸到第二共用液室R2中而导致的喷出性能的降低。

在本实施方式中,如上所述,第一共用液室R1为对向第一压力室C_1以及第二压力室C_2供给的油墨进行收纳的液室。因此,在第一共用液室R1上设置有作为用于供给液体的供给口的孔571。另一方面,第二共用液室R2为对向第三压力室C_3以及第四压力室C_4供给的油墨进行收纳的液室。因此,在第二共用液室R2上设置有作为用于供给油墨的供给口的孔572。这样的孔571以及孔572如上述那样连接有循环机构60。因此,能够抑制液体喷出头50内的油墨的粘度上升,或者减少液体喷出头50的油墨流道内的气泡的滞留。

2.第二实施方式

以下,对本发明的第二实施方式进行说明。对于在下文中所例示的方式中作用、功能与第一实施方式相同的要素,沿用在第一实施方式的说明中所使用的符号并适当省略各自的详细说明。

图6为第二实施方式所涉及的液体喷出头50A的剖视图。液体喷出头50A除了连通通道Ra1的形状不同以外,与上述的第一实施方式的液体喷出头50相同。另外,虽然未图示,但是连通通道Ra2被构成为与连通通道Ra1相同。

在本实施方式中,如图6所示,连通通道Ra1在从与X轴垂直的截面进行观察时,呈朝向Z2方向宽度阶段性变小的形状。即,连通通道Ra1具有与第一压力室C_1以及第二压力室C_2连通的部分Ra11、和介于部分Ra11和第一共用液室R1之间的部分Ra12,并且沿着Y轴的部分Ra12的宽度小于沿着Y轴的部分Ra11的宽度。在图6中,用“w2y”表示沿着Y轴的部分Ra12的宽度。

另外,连通通道Ra1的形状并未限定于图6所示的示例,例如,也可以具有沿着Y轴的宽度不同的三个以上的部分,还可以使沿着Y轴的连通通道Ra1的宽度朝向Z2方向连续性变小。

与现有技术相比,根据以上的第二实施方式,也能够与上述的第一实施方式同样地实现喷出性能的提高。在本实施方式中,由于沿着Y轴的连通通道Ra1的宽度趋向于第一共用液室R1而变小,因此与该宽度固定的结构相比,存在连通通道Ra1的流道阻力易于增大这样的优点。

3.第三实施方式

以下,对本发明的第三实施方式进行说明。对于在下文中所例示的方式中作用、功能与第一实施方式相同的要素,沿用在第一实施方式的说明中所使用的符号并适当省略各自的详细说明。

图7为第三实施方式所涉及的液体喷出头50B的剖视图。图8为示意性地表示图7所示的液体喷出头50B的流道的平面图。液体喷出头50B除了代替连通板52而具有连通板52B以外,与上述的第一实施方式的液体喷出头50相同。连通板52B除了连通通道Ra1的形状不同以外,与连通板52相同。

如图7所示,本实施方式的连通通道Ra1在从与Y轴垂直的截面进行观察时,具有沿着X轴延伸的部分Ra13和沿着Z轴延伸的部分Ra14。在此,部分Ra14介于部分Ra13与第一共用液室R1之间。同样地,本实施方式的连通通道Ra2在从与Y轴垂直的截面进行观察时,具有沿着X轴延伸的部分Ra23和沿着Z轴延伸的部分Ra24。在此,部分Ra24介于部分Ra23与第二共用液室R2之间。

如图8所示,在本实施方式的连通通道Ra1中,部分Ra13与第一压力室C_1以及第二压力室C_2连通,并且沿着Y轴的部分Ra14的宽度小于沿着Y轴的部分Ra13的宽度。因此,能够通过部分Ra13实现连通通道Ra1的相对于第一压力室C_1以及第二压力室C_2的连通,并且通过部分Ra14来减小连通通道Ra1的流道阻力。另外,在图8中,通过“w2y”来表示沿着Y轴的部分Ra14的宽度,并通过“w2x”来表示沿着X轴的部分Ra14的宽度。

同样地,在本实施方式的连通通道Ra2中,部分Ra23与第三压力室C_3以及第四压力室C_4连通,并且沿着Y轴的部分Ra24的宽度小于沿着Y轴的部分Ra23的宽度。因此,通过部分Ra23能够实现连通通道Ra2的相对于第三压力室C_3以及第四压力室C_4的连通,并且通过部分Ra24能够减少连通通道Ra2的流道阻力。

与现有技术相比,根据以上的第三实施方式,也能够与上述的第一实施方式同样地实现喷出性能的提高。

4.第四实施方式

以下,对本发明的第四实施方式进行说明。对于在下文中所例示的方式中作用、功能与第一实施方式相同的要素,沿用在第一实施方式的说明中所使用的符号并适当省略各自的详细说明。

图9为第四实施方式所涉及的液体喷出头50C的剖视图。图10为示意性地表示图9所示的液体喷出头50C的流道的平面图。液体喷出头50C除了代替压力室基板53而具有压力室基板53C以外,与上述的第一实施方式的液体喷出头50相同。压力室基板53C除了具有连通通道Ra1以及连通通道Ra2的一部分以外,与压力室基板53相同。

如图9所示,本实施方式的连通通道Ra1具有设置于压力室基板53C中的部分Ra15和设置于连通板52中的部分Ra16。同样地,本实施方式的连通通道Ra2具有设置于压力室基板53C中的部分Ra25和设置于连通板52中的部分Ra26。

如图10所示,在本实施方式的连通通道Ra1中,沿着Y轴的部分Ra15的最小宽度小于沿着Y轴的部分Ra16的最小宽度。因此,能够通过部分Ra15来减小连通通道Ra1的流道阻力。在此,由于部分Ra15被设置在压力室基板53C中,因此,能够通过与压力室C同一个加工工序来一并形成部分Ra15。因此,能够简单地实施部分Ra15与压力室C的定位。另外,在本实施方式中,上述的截面面积的合计A值为图10所示的(W2X)和图9所示的(W2Z)之积的2倍。

同样地,在本实施方式的连通通道Ra2中,沿着Y轴的部分Ra25的最小宽度小于沿着Y轴的部分Ra26的最小宽度。因此,能够通过部分Ra25来减小连通通道Ra2的流道阻力。在此,由于部分Ra25被设置在压力室基板53C中,因此,能够通过与压力室C同一个加工工序来一并形成部分Ra25。因此,能够简单地实施部分Ra25与压力室C的定位。

与现有技术相比,根据以上的第四实施方式,也能够与上述的第一实施方式同样地实现喷出性能的提高。在本实施方式中,连通通道Ra1以及连通通道Ra2被设置在压力室基板53C中。因此,与未将连通通道Ra1以及连通通道Ra2设置在压力室基板53C中的结构相比,能够实现在制造时的连通通道Ra1以及连通通道Ra2与压力室C的定位的简化。另外,虽然在图10所示的示例中,部分Ra16被设置为第一压力室C_1以及第二压力室C_2所共用,但是部分Ra16也可以不被第一压力室C_1以及第二压力室C_2共用,而针对每一个压力室C独立设置。

5.第五实施方式

以下,对本发明的第五实施方式进行说明。对于在下文中所例示的方式中作用、功能与第一实施方式相同的要素,沿用在第一实施方式的说明中所使用的符号并适当省略各自的详细说明。

图11为示意性地表示第五实施方式所涉及的液体喷出头50D的流道的平面图。液体喷出头50D除了代替连通板52而具有连通板52D以外,与上述的第一实施方式的液体喷出头50相同。连通板52D除了连通通道Ra1以及喷嘴流道Nf的形状不同以外,与连通板52相同。

本实施方式的连通通道Ra1被设置为由三个压力室C共用。在图11中,作为该三个压力室C,示出了第一压力室C_1、第二压力室C_2以及第五压力室C_5。同样地,本实施方式的连通通道Ra2被设置为由三个压力室C共用。在图11中,作为该三个压力室C,示出了第三压力室C_3、第四压力室C_4以及第七压力室C_7。

本实施方式的连通通道Ra1具有与第一压力室C_1、第二压力室C_2以及第五压力室C_5连通的部分Ra17和介于部分Ra17和第一共用液室R1之间的部分Ra18。部分Ra17呈以跨及第一压力室C_1、第二压力室C_2以及第五压力室C_5的方式而沿着Y轴延伸的形状。在此,沿着Y轴的部分Ra18的长度短于沿着Y轴的部分Ra17的长度。因此,能够通过部分Ra17实现连通通道Ra1的相对于第一压力室C_1、第二压力室C_2以及第五压力室C_5的连通,并且通过部分Ra18来减小连通通道Ra1的流道阻力。

同样地,本实施方式的连通通道Ra2具有与第三压力室C_3、第四压力室C_4以及第七压力室C_7连通的部分Ra27和介于部分Ra27与第二共用液室R2之间的部分Ra28。部分Ra27呈以跨及第三压力室C_3、第四压力室C_4以及第七压力室C_7的方式而沿着Y轴延伸的形状。在此,沿着Y轴的部分Ra28的长度短于沿着Y轴的部分Ra27的长度。因此,能够通过部分Ra27实现连通通道Ra2的相对于第三压力室C_3、第四压力室C_4以及第七压力室C_7的连通,并且通过部分Ra28来减小连通通道Ra2的流道阻力。

作为本实施方式的喷嘴流道Nf的第一喷嘴流道Nf_1经由连通通道Na1与第一压力室C_1、第二压力室C_2以及第五压力室C_5连通。本实施方式的连通通道Na1具有第一部分Na11、第二部分Na12和第三部分Na13。这些部分分别由独立贯穿连通板52的孔构成。如此,连通通道Na1针对每一个喷嘴N而由三个流道构成。在此,第三部分Na13介于第五压力室C_5与第一喷嘴流道Nf_1之间。

与现有技术相比,根据以上的第五实施方式,也能够与上述的第一实施方式同样地实现喷出性能的提高。在本实施方式中,压力室基板53还设置有相对于第二压力室C_2在Y2方向上相邻的第五压力室C_5。第一喷嘴N_1除了与第一压力室C_1以及第二压力室C_2共同连通以外,还与第五压力室C_5共同连通。因此,不仅能够使用第一压力室C_1以及第二压力室C_2的压力,还能够使用第五压力室C_5的压力而有效地使油墨从第一喷嘴N_1喷出。

6.第六实施方式

以下,对本发明的第六实施方式进行说明。对于在下文中所例示的方式中作用、功能与第一实施方式相同的要素,沿用在第一实施方式的说明中所使用的符号并适当省略各自的详细说明。

图12为第六实施方式所涉及的液体喷出装置100E中的液体的流道的说明图。液体喷出装置100E除了省略了循环机构60以外,与上述的第一实施方式的液体喷出装置100相同。

在本实施方式中,如图12所示,来自液体容器10的油墨被分别供给至第一共用液室R1以及第二共用液室R2。另外,虽然未图示,但是也可以在液体容器10与液体喷出头50之间设置用于将油墨压送至液体喷出头50的泵。

与现有技术相比,根据以上的第六实施方式,也能够与上述的第一实施方式同样地实现喷出性能的提高。但是,在本实施方式中,第一共用液室R1为对向第一压力室C_1以及第二压力室C_2供给的油墨进行收纳的液室。第二共用液室R2为对从第三压力室C_3以及第四压力室C_4排出的油墨进行收纳的液室。

7.变形例

以上的例示中的各方式可以进行多种变形。在下文中例示出了可以应用于上述的各方式中的具体的变形的方式。另外,从以下的例示中任意地选择出的两个以上的方式可以在互相不矛盾的范围内适当地进行合并。

5-1.变形例1

虽然在上述的各方式中,各独立流道P中的结构以在Y1方向或者Y2方向上对称的方式而被构成,但是并未被限定于此,各独立流道P中的结构也可以以在Y1方向或者Y2方向上不对称的方式而被构成。

5-2.变形例2

虽然在上述的各方式中,例示出了具有列L1的压力室C和列L2的压力室C的结构,但是并不限定于该结构,也可以省略列L1或者列L2中的任意一个的压力室C以及与其关联的结构要素。

5-3.变形例3

虽然在上述的各方式中,例示出了各独立流道P所具有的压力室C的数量为4个或者6个的结构,但是并不限定于该结构,只要为包括第一压力室C_1以及第二压力室C_2的结构即可,该数量是任意的。

5-4.变形例4

虽然在上述的各方式中,例示出了使搭载液体喷出头50的输送体41往复的串行型的液体喷出装置100,但是本发明也可以应用于多个喷嘴N跨及介质M的全部宽度而分布的行式的液体喷出装置中。

5-5.变形例5

在上述的各方式所例示的液体喷出装置100除了被专用于印刷的设备采用以外,也可以被传真装置或复印机等各种设备采用。本来本发明的液体喷出装置的用途就不限定于印刷。例如,喷出颜色材料的溶液的液体喷出装置可以作为形成液晶显示装置的滤色器的制造装置而被利用。此外,喷出导电材料的溶液的液体喷出装置可以作为形成配线基板的配线、电极的制造装置而被利用。

符号说明

10…液体容器;20…控制单元(控制部);30…输送机构;40…移动机构;41…输送体;42…输送带;50…液体喷出头;50A…液体喷出头;50B…液体喷出头;50C…液体喷出头;50D…液体喷出头;51…喷嘴基板;52…连通板;52B…连通板;52D…连通板;53…压力室基板;53C…压力室基板;54…振动板;56…压电元件;57…壳体部;58…密封体;59…配线基板;60…循环机构;61…第一供给泵;62…第二供给泵;63…贮存容器;64…回收流道;65…供给流道;70…驱动电路;100…液体喷出装置;100E…液体喷出装置;551…吸振体;552…吸振体;571…孔;572…孔;C…压力室;C_1…第一压力室;C_2…第二压力室;C_3…第三压力室;C_4…第四压力室;C_5…第五压力室;C_6…第六压力室;C_7…第七压力室;C_8…第八压力室;L…喷嘴列;L1…列;L2…列;M…介质;N…喷嘴;N_1…第一喷嘴;N_2…第二喷嘴;Na1…连通通道(第一连通通道);Na11…第一部分;Na12…第二部分;Na13…第三部分;Na2…连通通道;Na21…第一部分;Na22…第二部分;Nf…喷嘴流道;Nf_1…第一喷嘴流道;Nf_2…第二喷嘴流道;P…独立流道;R1…第一共用液室;R2…第二共用液室;Ra1…连通通道(第二连通通道);Ra11…部分;Ra12…部分;Ra13…部分;Ra14…部分;Ra15…部分;Ra16…部分;Ra17…部分;Ra18…部分;Ra2…连通通道(第三连通通道);Ra23…部分;Ra24…部分;Ra25…部分;Ra26…部分;Ra27…部分;Ra28…部分。

技术分类

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