專(zhuān)利名稱(chēng)：液體噴射頭和液體噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體噴射頭和液體噴射裝置，特別是應(yīng)用于在流道構(gòu)件的中途具有氣泡室的液體噴射頭和液體噴射裝置中較為有用。
背景技術(shù)：
作為噴出液滴的液體噴射頭的代表例，列舉出噴出油墨滴的噴墨式記錄頭。作為該噴墨式記錄頭，例如提出一種如下的記錄頭，其具備:頭主體(通過(guò)頭外殼、流道單元及振子單元而構(gòu)成的頭主體)，其從噴嘴開(kāi)口噴出油墨滴；共用的流道部件，其被固定在頭主體中，并且將來(lái)自作為貯留有油墨的液體貯留部的墨盒的油墨向各個(gè)頭主體進(jìn)行供給。在所涉及的噴墨式記錄頭中，墨盒內(nèi)的油墨經(jīng)由流道構(gòu)件的油墨流道而向頭主體被供給。在流道構(gòu)件上設(shè)置有對(duì)被包含在油墨中的氣泡進(jìn)行貯留的氣泡室、和氣泡室的下游側(cè)的過(guò)濾器，并且通過(guò)將氣泡捕集在氣泡室中，從而抑制了氣泡堵塞過(guò)濾器而使過(guò)濾器的有效面積減小等的不良情況等(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。另外，由于氣泡室內(nèi)的氣泡逐漸生長(zhǎng)而增大，因此過(guò)度生長(zhǎng)的氣泡通過(guò)頭清洗而被定期地去除。另一方面，在氣泡室內(nèi)生長(zhǎng)從而體積增大的氣泡由于如下原因而將進(jìn)一步膨脹，所述原因包括:由周?chē)鷾囟鹊淖兓鸬臍怏w膨脹、飽和水蒸氣壓力的變化、相對(duì)于油墨的空氣的溶解度的變化等·。其結(jié)果為，油墨流道內(nèi)的油墨的壓力將上升，并且當(dāng)油墨流道內(nèi)的壓力超過(guò)了噴嘴開(kāi)口中的油墨的彎月面耐壓時(shí)，將會(huì)破壞彎月面。另外，在進(jìn)行經(jīng)由噴嘴開(kāi)口的、液滴的噴出時(shí)，上述這種的彎月面破壞不會(huì)成為問(wèn)題。其原因在于，每當(dāng)進(jìn)行噴出時(shí)，液體流道內(nèi)的壓力將變?yōu)樨?fù)壓，從而抑制了因氣泡室內(nèi)的氣泡的體積增加而引起的流道內(nèi)的壓力上升。而且，當(dāng)氣泡室內(nèi)的氣泡的體積因周?chē)鷾囟鹊慕档投鴾p小時(shí)，由于從墨盒供給有油墨，因此由于流道內(nèi)的壓力降低而導(dǎo)致的彎月面破壞不會(huì)發(fā)生。因此，停止了噴出的狀態(tài)下的放置時(shí)間內(nèi)的周?chē)鷾囟鹊淖兓蔀閺澰旅嫫茐牡脑?。?dāng)彎月面由于上述原因而被破壞時(shí)，會(huì)產(chǎn)生由于自噴嘴開(kāi)口的油墨泄漏而污損記錄介質(zhì)、或者無(wú)法獲得良好的印字結(jié)果等問(wèn)題。另外，這種問(wèn)題不僅存在于噴墨式記錄頭中，在噴射油墨以外的液體的液體噴射頭中也同樣存在，此外，即使在液體噴射頭以外的部件所使用的流道構(gòu)件中也同樣存在。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007-260948號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于，提供一種液體噴射頭和液體噴射裝置，其能夠?qū)τ捎跉馀菔覂?nèi)的氣泡的體積增加而產(chǎn)生的液體流道內(nèi)的壓力上升進(jìn)行吸收，從而預(yù)先防止噴嘴開(kāi)口中的彎月面的破壞。解決上述課題的本發(fā)明的方式為一種液體噴射頭，其特征在于，具備:頭主體，其利用在壓力產(chǎn)生室中產(chǎn)生的壓力，而通過(guò)噴嘴開(kāi)口來(lái)噴出液滴；流道構(gòu)件，其具有:液體流道，所述液體流道使由貯留有液體的液體貯留單元供給的液體從一側(cè)開(kāi)口朝向另一側(cè)開(kāi)口而流通，且經(jīng)由另一側(cè)開(kāi)口而向所述頭主體供給所述液體；氣泡室，其被形成在該液體流道的中途并滯留有氣泡，在所述氣泡室的上游側(cè)形成根據(jù)所述氣泡室內(nèi)的氣泡的體積變化而發(fā)生位移的可塑性部，并且以如下方式形成，即，通過(guò)該可塑性部的位移而產(chǎn)生的可塑性部處的體積的變化量大于由周?chē)鷾囟茸兓鸬乃鰵馀莸捏w積的變化量。根據(jù)本方式，能夠通過(guò)可塑性部中的體積變化來(lái)吸收隨著如下變化而產(chǎn)生的、氣泡室內(nèi)的氣泡的體積的增加量，所述變化包括:隨著環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生的空氣的體積變化、飽和水蒸氣壓的變化及空氣的溶解度的變化。其結(jié)果為，能夠?qū)⒆饔迷趪娮扉_(kāi)口的彎月面上的壓力維持在該彎月面的耐壓以下，從而能夠預(yù)先防止對(duì)彎月面的破壞。因此，也能夠防止隨著彎月面破壞而產(chǎn)生的、自噴嘴開(kāi)口的油墨泄漏。而且，根據(jù)本方式，能夠使現(xiàn)有技術(shù)中根據(jù)與彎月面耐壓之間的關(guān)系而被規(guī)定了最大容積的氣泡緩沖室的容積增大。因此，能夠使為了去除在氣泡緩沖室中生長(zhǎng)的氣泡而需要定期實(shí)施的頭清洗的間隔延長(zhǎng)。在此，優(yōu)選為，所述可塑性部的位移量被設(shè)定為，使從第一溫度變化成與所述第一溫度相比溫度較高的第二溫度的情況下的、所述液體流道內(nèi)的壓力，小于被形成在所述噴嘴開(kāi)口中的液體的彎月面的耐壓。由此，能夠切實(shí)地防止彎月面的破壞。此外，所述可塑性部可以配置在所述流道構(gòu)件中的所述液體流道的中途。由此，能夠?qū)υ诹鞯罉?gòu)件的內(nèi)部因氣泡的體積增大而引起的壓力變化進(jìn)行吸收。在這種情況下，優(yōu)選為，將利用所述液體流道內(nèi)的·壓力變動(dòng)而實(shí)施對(duì)所述液體流道的開(kāi)閉的自封閉閥配置在所述流道構(gòu)件中的所述氣泡室的上游側(cè)，且利用如下的薄膜來(lái)形成所述可塑性部，所述薄膜通過(guò)使大氣壓·作用在一側(cè)表面上且使液體流道內(nèi)的壓力作用在另一側(cè)表面上而發(fā)生位移，從而使所述自封閉閥進(jìn)行開(kāi)閉。在這種情況下，由于能夠?qū)⒂糜趯?duì)自封閉閥進(jìn)行開(kāi)閉的所述薄膜也兼作為對(duì)由氣泡室的氣泡的體積增大而引起的壓力變動(dòng)的吸收要素，因此相對(duì)應(yīng)地能夠設(shè)定為合理的結(jié)構(gòu)，從而能夠有助于流道構(gòu)件的小型化。另一方面，也可以采用如下方式，S卩，所述可塑性部被配置在所述液體貯留部處、或者被配置在從該液體貯留部至所述流道構(gòu)件的供給流道的中途。其原因在于，即使在這種情況下也能夠在氣泡室的上游側(cè)對(duì)氣泡室中的氣泡的體積變化進(jìn)行吸收。本發(fā)明的其他方式為一種液體噴射裝置，其特征在于，具有上述液體噴射頭。根據(jù)本方式，能夠去除隨著周?chē)鷾囟鹊淖兓a(chǎn)生的氣泡室內(nèi)的氣泡的體積上升的影響，從而實(shí)現(xiàn)利用該液體噴射頭而制成的介質(zhì)的品質(zhì)的提高。所涉及的效果在停止噴出動(dòng)作并長(zhǎng)時(shí)間放置，從而隨著周?chē)鷾囟鹊淖兓鴮?dǎo)致氣泡的體積上升的情況下，發(fā)揮地尤為顯著。此外，由于能夠?qū)⒘鞯罉?gòu)件中的氣泡緩沖室的容積增大，因此能夠使為了去除在氣泡緩沖室中生長(zhǎng)的氣泡而需要定期實(shí)施的頭清洗的間隔延長(zhǎng)，從而能夠相對(duì)應(yīng)地提高印刷等的預(yù)定的作業(yè)的作業(yè)效率。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的記錄頭的剖視圖。
圖2為表示氣泡體積和放置后溫度之間的關(guān)系的特性圖。圖3為表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的頭主體的一個(gè)示例的剖視圖。圖4為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的記錄裝置的概要立體圖。
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1為概念性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的記錄頭的說(shuō)明圖。如該圖所示，本方式所涉及的噴墨式記錄頭10 (以下，也稱(chēng)為記錄頭)具備:流道構(gòu)件200，其從通過(guò)貯留有油墨的罐而構(gòu)成的貯留單元(在圖1中未圖示)經(jīng)由油墨供給管100而被供給油墨；頭主體300，其通過(guò)噴嘴開(kāi)口 13而噴出經(jīng)由流道構(gòu)件200而被供給的油墨。流道構(gòu)件200具備:作為分別被形成為薄板狀且具有定形性的流道形成體的、壓力室部件210、第一流道部件220、第二流道部件230及呈大致矩形板狀的保護(hù)板240。而且，流道構(gòu)件200通過(guò)以按照?qǐng)D中從下向上的順序依次為第二流道部件230、第一流道部件220、壓力室部件210的方式進(jìn)行層·疊，而且在壓力室部件210上疊合有保護(hù)板240，從而一體地被構(gòu)成。在這些部件中，保護(hù)板240被抵接并固定于壓力室部件210的上表面上，并具有成為向壓力室部件210側(cè)開(kāi)口的凹部的空間241，并且空間241向大氣開(kāi)放。此外，在保護(hù)板240的開(kāi)口處，以覆蓋空間241的方式而熱熔敷有密封薄膜242從而封閉了空間241，其中，所述密封薄膜242為具有可撓性的薄膜狀的薄膜構(gòu)件。此外，密封薄膜242被實(shí)施加壓成型以成為從最初的狀態(tài)向內(nèi)側(cè)(圖中下方側(cè))稍微撓曲成圓頂狀的形態(tài)，并被固定在保護(hù)板240上。壓力室部件210為，在俯視觀察時(shí)呈矩形形狀的樹(shù)脂制板材，且在其表面?zhèn)纫韵蜷L(zhǎng)度方向延伸的方式而形成有與保護(hù)板240相對(duì)應(yīng)的槽狀流道211。當(dāng)保護(hù)板240于層疊方向上被接合在壓力室部件210上時(shí)，該槽狀流道211的上方的開(kāi)口部通過(guò)被固定在保護(hù)板240上的密封薄膜242而被密封，從而在該槽狀流道211與密封薄膜242之間形成壓力室。在所涉及的槽狀流道211的一端側(cè)(在圖中為左端側(cè))貫穿形成有小直徑的流入口214，且在另一端側(cè)(在圖中為右端側(cè))貫穿形成有流出口 215。而且，在壓力室部件210的圖中左端部上，貫穿形成有與油墨供給管100的下游端相連接的液體入口 216。在壓力室部件210的表面?zhèn)?，以與槽狀流道211相對(duì)應(yīng)的方式而安裝有構(gòu)成工作桿的彈性片250。在此，彈性片250的圖中左端部被固定在壓力室部件210上。即，作為工作桿而發(fā)揮功能的彈性片250以在槽狀流道211內(nèi)的上方位置處成為呈懸臂梁狀的安裝形態(tài)的方式而被組裝在壓力室部件210上。另一方面，在壓力室部件210的圖中下表面?zhèn)?、與流入口 214相對(duì)應(yīng)的位置處，以使所對(duì)應(yīng)的流入口 214位于中心的方式而形成有上部閥收納部217A。在第一流道部件220中，配置有去除經(jīng)由液體入口 216而流入的油墨中的異物的過(guò)濾器251，并且還形成有流道221，所述流道221使經(jīng)過(guò)過(guò)濾器251的油墨經(jīng)由下部閥收納部217B而導(dǎo)入到槽狀流道211中，所述下部閥收納部217B與上部閥收納部217A成為一體而形成閥收納部217。此外，在與第一流道部件220的流出口 215對(duì)應(yīng)的位置處，形成有成為氣泡室223的上部的上部氣泡室223A。
在第二流道部件230中，形成有成為氣泡室223的下部的下部氣泡室223B，并且在其下游側(cè)配置有過(guò)濾器252。過(guò)濾器252對(duì)無(wú)法由上游側(cè)的過(guò)濾器251捕捉到的異物進(jìn)行捕捉。即，過(guò)濾器252的網(wǎng)眼的粗細(xì)度被設(shè)定為，能夠捕捉小于頭主體300的噴嘴開(kāi)口 13的直徑的異物，從而預(yù)先防止從流道構(gòu)件200被供給至下游側(cè)的油墨堵塞噴嘴開(kāi)口 13的上游端的弊端。順便說(shuō)明一下，經(jīng)過(guò)了過(guò)濾器252的油墨經(jīng)由流道231而被導(dǎo)入到頭主體300的流道24中。如此一來(lái)，在流道構(gòu)件200中，通過(guò)液體入口 216、流道221、閥收納部217、流入口214、槽狀流道211、流出口 215、氣泡室223及流道231而形成了油墨流通通道，所述油墨流通通道使由液體貯留單元供給的油墨從形成一側(cè)開(kāi)口的液體入口 216朝向形成另一側(cè)開(kāi)口的流道231而流通。在閥收納部217中收納有閥體253和彈簧255。在此，閥體253被彈簧255向圖中上方施力。其結(jié)果為，在通常情況下，流道221和槽狀流道211之間的流入口 214通過(guò)閥體253而被封閉。在閥體253的中央部·處一體地固定有桿254，所述桿254向圖中上方延伸且其頂端部從下方與彈性片250抵接。如此一來(lái)，當(dāng)在由閥體253封閉了流入口 214的狀態(tài)下，使油墨滴經(jīng)由噴嘴開(kāi)口 13而噴出時(shí)，與閥體253相比靠下游側(cè)的槽狀流道211等的內(nèi)壓將成為負(fù)壓。其結(jié)果為，通過(guò)經(jīng)由空間241而作用在密封薄膜242上的大氣壓，從而密封薄膜242向槽狀流道211側(cè)按壓彈性片250。如此，通過(guò)懸臂梁狀的彈性片250克服彈簧255的彈簧力而向圖中下方被按壓，從而流入口 214被打開(kāi)，由此油墨從上游側(cè)經(jīng)由流入口 214而被填充到槽狀流道211及其下游的油墨流道內(nèi)，結(jié)果使槽狀流道211內(nèi)的內(nèi)壓上升。其結(jié)果為，通過(guò)彈簧255的彈簧力而使閥體253與密封薄膜242 —體地被推起，從而再次封閉流入口 214。以下，每當(dāng)進(jìn)行油墨滴的噴出時(shí)均重復(fù)進(jìn)行相同的動(dòng)作。即，通過(guò)閥體253、桿254、彈簧255、彈性片250、密封薄膜242而構(gòu)成了自封閉閥，該自封閉閥在每次進(jìn)行油墨滴的噴出時(shí)均自動(dòng)地通過(guò)閥體253而對(duì)流入口 214進(jìn)行開(kāi)閉。氣泡室223被設(shè)置在過(guò)濾器252的上游側(cè)，以通過(guò)對(duì)因溶入到油墨中的氣泡等而生長(zhǎng)的氣泡進(jìn)行捕集，從而確保過(guò)濾器252的有效面積，并且防止因氣泡而使過(guò)濾器252被堵塞的情況。然而，當(dāng)氣泡室223中的氣泡的體積增加時(shí)，由于氣泡的體積增加，從而自封閉閥被關(guān)閉的狀態(tài)下的、從槽狀流道211到下游側(cè)的油墨流道內(nèi)的內(nèi)壓將上升，并且當(dāng)該內(nèi)壓超過(guò)噴嘴開(kāi)口 13中的彎月面的耐壓時(shí)，彎月面將被破壞從而導(dǎo)致油墨經(jīng)由噴嘴開(kāi)口13而向外部泄漏。在此，被捕集在氣泡室223中的氣泡的體積根據(jù)周?chē)鷾囟榷l(fā)生變化。因此，在本實(shí)施方式中采用如下方式而構(gòu)成，即，通過(guò)密封薄膜242的位移來(lái)吸收隨著周?chē)鷾囟鹊淖兓a(chǎn)生的氣泡的體積膨脹。即，本實(shí)施方式中的密封薄膜242采用如下方式而構(gòu)成，即，不僅作為自封閉閥的結(jié)構(gòu)要素而通過(guò)大氣壓、與槽狀流道211等與油墨流道內(nèi)的內(nèi)壓之間的差壓來(lái)實(shí)施對(duì)流入口 214的開(kāi)閉動(dòng)作，而且還作為可塑性部而發(fā)揮功能，該可塑性部通過(guò)如圖中由虛線(xiàn)所示的方式進(jìn)行膨脹，從而對(duì)隨著氣泡室223內(nèi)的氣泡的體積上升而產(chǎn)生的壓力上升進(jìn)行吸收。即，由于在本方式中的密封薄膜242如上文所述那樣，被實(shí)施加壓成型以成為從最初的狀態(tài)向內(nèi)側(cè)(圖中下方側(cè))稍微撓曲成圓頂狀的形態(tài)，并被固定在保護(hù)板240上，因此即使氣泡的體積隨著周?chē)鷾囟鹊纳仙黾?，也能夠?qū)⒂湍鞯纼?nèi)的內(nèi)壓保持為固定。在這種情況下，雖然根據(jù)查理定律，氣泡的體積以與周?chē)鷾囟瘸烧鹊姆绞皆黾樱婕暗捏w積增加通過(guò)密封薄膜242的膨脹而被吸收。當(dāng)溫度上升而超過(guò)了在壓力固定下能夠?qū)馀莸捏w積上升進(jìn)行吸收的上限的周?chē)鷾囟葧r(shí)，隨著氣泡的體積增加而產(chǎn)生的壓力上升能夠通過(guò)隨著密封薄膜242的彈性變形所產(chǎn)生的膨脹而被吸收。然而，由于隨著這種情況下的彈性變形而產(chǎn)生的反力將作用在槽狀流道211等油墨流道內(nèi)的油墨上，因此預(yù)先構(gòu)成為將該壓力小于等于彎月面耐壓是較為重要的。假定周?chē)鷾囟葟脑撚涗涱^10的最小動(dòng)作保證溫度變化至最大動(dòng)作保證溫度的最嚴(yán)酷的溫度變化，只要預(yù)先構(gòu)成為密封薄膜24能夠吸收相對(duì)于該期間的溫度變化的、氣泡的體積增加，便沒(méi)有問(wèn)題。在此，可以將最小動(dòng)作保證溫度設(shè)定為例如0°C 10°C左右、將最大動(dòng)作保證溫度設(shè)定為例如50°C 60°C左右?？偠灾?，在本實(shí)施方式中由密封薄膜242兼用的可塑性部的位移量只需以如下方式構(gòu)成即可，即，在從預(yù)定的第一溫度變化為與第一溫度相比溫度較高的預(yù)定的第二溫度時(shí)的、所述油墨流道內(nèi)的壓力，小于被形成在噴嘴開(kāi)口 13中的彎月面的耐壓。在此，根據(jù)具體示例，對(duì)應(yīng)當(dāng)由密封薄膜242吸收的、氣泡的體積上升量進(jìn)行研究。將這種情況下的輸入?yún)?shù)表不在表I中、并將輸出參數(shù)表不在表2中。表I
權(quán)利要求
1.一種液體噴射頭，其特征在于，具備: 頭主體，其利用在壓力產(chǎn)生室中產(chǎn)生的壓力，而通過(guò)噴嘴開(kāi)口來(lái)噴出液滴； 流道構(gòu)件，其具有:液體流道，所述液體流道使由忙留有液體的液體忙留單元供給的液體從一側(cè)開(kāi)口朝向另一側(cè)開(kāi)口而流通，且經(jīng)由另一側(cè)開(kāi)口而向所述頭主體供給所述液體；氣泡室，其被形成在該液體流道的中途并滯留有氣泡， 在所述氣泡室的上游側(cè)形成根據(jù)所述氣泡室內(nèi)的氣泡的體積變化而發(fā)生位移的可塑性部，且形成為，通過(guò)該可塑性部的位移而產(chǎn)生的可塑性部處的體積的變化量大于由周?chē)鷾囟茸兓璉起的所述氣泡的體積的變化量。
2.如權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述可塑性部的位移量被設(shè)定為，使從第一溫度變化成與所述第一溫度相比溫度較高的第二溫度的情況下的、所述液體流道內(nèi)的壓力，小于被形成在所述噴嘴開(kāi)口中的液體的彎月面的耐壓。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述可塑性部被配置在所述流道構(gòu)件中的所述液體流道的中途。
4.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任一項(xiàng)所述的液體噴射頭，其特征在于， 將利用所述液體流道內(nèi)的壓力變動(dòng)而實(shí)施對(duì)所述液體流道的開(kāi)閉的自封閉閥配置在所述流道構(gòu)件中的所述氣泡室的上游側(cè)，且利用如下的薄膜來(lái)形成所述可塑性部，所述薄膜通過(guò)使大氣壓作用在一側(cè)表面上且使液體流道內(nèi)的壓力作用在另一側(cè)表面上而發(fā)生位移，從而使所述自封閉閥進(jìn)行開(kāi)閉。
5.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的液體噴射頭，其特征在于， 所述可塑性部被配置在所述液體貯留部中、或者被配置在從該液體貯留部至所述流道構(gòu)件的供給流道的中途。
6.一種液體噴射裝置，其特征在于， 具有權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項(xiàng)所述的液體噴射頭。
全文摘要
本發(fā)明提供液體噴射頭和液體噴射裝置。所述液體噴射頭能夠?qū)σ驓馀菔覂?nèi)的氣泡的體積增加而產(chǎn)生的液體流道內(nèi)的壓力上升進(jìn)行吸收從而防止噴嘴開(kāi)口處的彎月面的破壞。液體噴射頭(10)具備頭主體(300)；流道構(gòu)件(200)，其具有液體流道和氣泡室(223)，所述液體流道使由液體貯留部供給的液體從作為一側(cè)開(kāi)口的流體入口(216)向作為另一側(cè)開(kāi)口的流道(231)流通，且經(jīng)由流道(231)而向頭主體(300)供給所述液體，所述氣泡室(223)被形成在該液體流道的中途并滯留有氣泡，在氣泡室(223)的上游側(cè)形成根據(jù)氣泡室(223)內(nèi)的氣泡的體積變化而發(fā)生位移的可塑性部(密封薄膜(242))，且形成為，通過(guò)該可塑性部的位移而產(chǎn)生的可塑性部處的體積的變化量大于由周?chē)鷾囟茸兓鸬乃鰵馀莸捏w積的變化量。
文檔編號(hào)B41J2/01GK103223775SQ201310036
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者中尾元 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社