本發(fā)明涉及液體噴射基板、液體噴射頭和液體噴射設(shè)備,用于噴射包括墨在內(nèi)的各種液體。
背景技術(shù):
例如,在能夠從多個噴射口選擇性噴墨的噴墨打印頭中,需要集中密集布置噴射口,以便以高精度打印高質(zhì)量圖像。此外,因為因墨中的水分從噴射口蒸發(fā)而使墨變稠,所以需要提供對高質(zhì)量打印操作產(chǎn)生影響的對策。
為了應(yīng)對這種需求,日本專利no.4722826公開了一種使墨循環(huán)通過壓力室的方法,以使與噴射口連通的壓力室內(nèi)部的增稠墨不會滯留在其中。日本專利no.4722826公開了一種構(gòu)造,其中,通過擠壓鋁來形成具有彎曲墨通道的部件,并且使墨通過形成在該部件內(nèi)部的墨通道強(qiáng)制流入到與多個噴射口中每一個對應(yīng)的壓力室中。日本專利no.5264000公開了一種構(gòu)造,其中,形成具有三維彎曲墨通道的部件,并且使墨通過形成在該部件內(nèi)部的墨通道強(qiáng)制流入到與多個噴射口中每一個對應(yīng)的壓力室中。
然而,在日本專利no.4722826和日本專利no.5264000中,墨通道具有復(fù)雜形狀,因此不易把多個墨通道密集布置成使得墨循環(huán)通過與密集布置的多個噴射口中每一個對應(yīng)的壓力室。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了液體噴射基板、液體噴射頭和液體噴射設(shè)備,即使在密集布置噴射口的情況中也能夠使得液體循環(huán)通過分別與多個噴射口對應(yīng)的壓力室。
在本發(fā)明的第一方面中,提供了一種液體噴射基板,包括:噴射液體的噴射口;噴射能量產(chǎn)生元件,其產(chǎn)生用于噴射液體的能量;和壓力室,壓力室中設(shè)有噴射能量產(chǎn)生元件,其中,液體噴射基板包括第一部分和第二部分,第一部分和第二部分沿著液體噴射基板的厚度方向相互偏離,其中,第一部分設(shè)置有:供應(yīng)通道,其布置在壓力室的一側(cè)處,以將液體供應(yīng)到壓力室;和回收通道,其布置在壓力室的另一側(cè)處,以從壓力室回收液體,并且其中,第二部分設(shè)置有:共用供應(yīng)通道,其與多個所述供應(yīng)通道連通;和共用回收通道,其與多個所述回收通道連通。
在本發(fā)明的第二方面中,提供了一種液體噴射基板,其包括:噴射液體的噴射口;噴射能量產(chǎn)生元件,其產(chǎn)生用于噴射液體的能量;和壓力室,壓力室中設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件,液體噴射基板包括:供應(yīng)通道,其布置在壓力室的一側(cè)上,并且沿著與設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件的面交叉的方向延伸;回收通道,其布置在壓力室的另一側(cè)上,并且沿著與設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件的面交叉的方向延伸;共用供應(yīng)通道,其與多個供應(yīng)通道連通;和共用回收通道,其與多個回收通道連通,其中,在用r表示從供應(yīng)通道下游端部通過壓力室至回收通道上游端部每單位長度的通道阻力、用q1表示在沒有從噴射口噴射液體的情況下流經(jīng)壓力室的液體流量、并且用p表示能夠從噴射口噴射液體的最大負(fù)壓的情況中,共用供應(yīng)通道下游端部和共用回收通道上游端部之間的間隙w滿足w<(2×p)/(q1×r)的關(guān)系。
在本發(fā)明的第三方面中,提供了一種液體噴射基板,其包括:噴射液體的噴射口;噴射能量產(chǎn)生元件,其產(chǎn)生用于噴射液體的能量;和壓力室,壓力室中設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件,液體噴射基板包括:供應(yīng)通道,其布置在壓力室的一側(cè)上,并且沿著與設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件的面交叉的方向延伸;回收通道,其布置在壓力室的另一側(cè)上,并且沿著與設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件的面交叉的方向延伸;共用供應(yīng)通道,其與多個供應(yīng)通道連通;和共用回收通道,其與多個回收通道連通,其中,在用r表示從供應(yīng)通道下游端部通過壓力室至回收通道上游端部每單位長度的通道阻力、用q2表示從噴射口噴射的液體最大噴射量、并且用p表示能夠從噴射口噴射液體的最大負(fù)壓的情況中,共用供應(yīng)通道下游端部和共用回收通道上游端部之間的間隙w滿足w<(2×p)/(q2×r)的關(guān)系。
在本發(fā)明的第四方面中,提供了一種液體噴射頭,液體噴射頭具有液體噴射基板,液體噴射基板包括:噴射液體的噴射口;噴射能量產(chǎn)生元件,其產(chǎn)生用于噴射液體的能量;和壓力室,壓力室中設(shè)有噴射能量產(chǎn)生元件,其中,液體噴射基板包括第一部分和第二部分,第一部分和第二部分沿著液體噴射基板的厚度方向相互偏離,其中,第一部分設(shè)置有:供應(yīng)通道,其布置在壓力室的一側(cè)處,以將液體供應(yīng)到壓力室;和回收通道,其布置在壓力室的另一側(cè)處,以從壓力室回收液體,并且其中,第二部分設(shè)置有:共用供應(yīng)通道,其與多個所述供應(yīng)通道連通;和共用回收通道,其與多個所述回收通道連通。
在本發(fā)明的第五方面中,提供了一種液體噴射設(shè)備,其包括:
液體噴射頭,包括:噴射液體的噴射口;噴射能量產(chǎn)生元件,其產(chǎn)生用于噴射液體的能量;和壓力室,壓力室中設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件,液體噴射頭包括:噴射口陣列,在噴射口陣列中布置有多個液體噴射口;第一通道,其與壓力室的一側(cè)連通;第二通道,其與壓力室的另一側(cè)連通;供應(yīng)通道陣列,在供應(yīng)通道陣列中沿著所述多個噴射口的布置方向布置有將液體供應(yīng)到第一通道的多個供應(yīng)通道,所述多個供應(yīng)通道沿著與設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件的面交叉的方向延伸;回收通道陣列,在回收通道陣列中沿著所述多個噴射口的布置方向布置有回收第二通道內(nèi)部液體的多個回收通道,所述多個回收通道沿著所述交叉的方向延伸;共用供應(yīng)通道,其沿著所述多個噴射口的布置方向延伸并且與所述多個供應(yīng)通道連通;和共用回收通道,其沿著所述多個噴射口的布置方向延伸并且與所述多個回收通道連通,
控制器,構(gòu)造成控制多個噴射能量產(chǎn)生元件;和
壓差產(chǎn)生器,構(gòu)造成在共用供應(yīng)通道和共用回收通道之間產(chǎn)生壓差,使得液體流經(jīng)共用供應(yīng)通道、所述供應(yīng)通道、壓力室、所述回收通道和共用回收通道。
在本發(fā)明的第六方面中,提供了一種液體噴射頭,包括:噴射液體的噴射口;噴射能量產(chǎn)生元件,其產(chǎn)生用于噴射液體的能量;和壓力室,壓力室中設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件,液體噴射頭包括:噴射口陣列,在噴射口陣列中布置有多個液體噴射口;第一通道,其與壓力室的一側(cè)連通;第二通道,其與壓力室的另一側(cè)連通;供應(yīng)通道陣列,在供應(yīng)通道陣列中沿著所述多個噴射口的布置方向布置有將液體供應(yīng)到第一通道的多個供應(yīng)通道,所述多個供應(yīng)通道沿著與設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件的面交叉的方向延伸;回收通道陣列,在回收通道陣列中沿著所述多個噴射口的布置方向布置有回收第二通道內(nèi)部液體的多個回收通道,所述多個回收通道沿著所述交叉的方向延伸;共用供應(yīng)通道,其沿著所述多個噴射口的布置方向延伸并且與所述多個供應(yīng)通道連通;和共用回收通道,其沿著所述多個噴射口的布置方向延伸并且與所述多個回收通道連通。
從下面(參照附圖)對示例性實施例的描述中將了解本發(fā)明的其它特征。
附圖說明
圖1是示出了本發(fā)明第一實施例的液體噴射基板的分解透視圖;
圖2是示出了圖1的液體噴射基板的分解俯視圖;
圖3是示出了圖1的液體噴射基板的主要部分的俯視圖;
圖4是沿著圖3的線iv-iv獲得的剖視圖;
圖5是示出了圖1的液體噴射基板的主要部分的剖視透視圖;
圖6a是示出了圖1的液體噴射基板的主要部分的縱剖圖;
圖6b是示出了圖1的液體噴射基板的主要部分的側(cè)視圖;
圖7是示出了圖1的液體噴射基板的主要部分的說明圖;
圖8a和8b是分別示出了噴射口中墨彎月面的說明圖;
圖8c是示出了噴射口孔徑和可允許壓力極限之間關(guān)系的說明圖;
圖9是示出了第一共用供應(yīng)通道和第一共用回收通道之間位置關(guān)系的說明圖;
圖10是示出了液體噴射頭制造步驟的流程圖;
圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的液體噴射基板的分解透視圖;
圖12是示出了圖11的液體噴射基板的分解俯視圖;
圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的液體噴射基板的分解透視圖;
圖14是示出了圖13的液體噴射基板的分解俯視圖;
圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的液體噴射基板的分解透視圖;
圖16是示出了圖15的液體噴射基板的分解俯視圖;
圖17a是示出了圖15的液體噴射基板的主要部分的俯視圖;
圖17b是示出了圖17a的噴射陣列的端部的說明圖;
圖18a是示出了第一共用供應(yīng)通道和第一共用回收通道的形狀的說明圖;
圖18b是示出了圖18a的第一共用供應(yīng)通道和第一共用回收通道的端部的說明圖;
圖19是根據(jù)根據(jù)本發(fā)明第五實施例的液體噴射基板的分解透視圖;
圖20是示出了圖19的液體噴射基板的分解俯視圖;
圖21是示出了根據(jù)本發(fā)明第六實施例的液體噴射基板的分解透視圖;
圖22是示出了圖21的液體噴射基板的分解俯視圖;
圖23是示出了第一墨通道和第二墨通道之間布置關(guān)系的說明圖;
圖24a、24b、24c、24d和24e是分別示出了具有不同液體噴射頭的構(gòu)造示例的透視圖,液體噴射頭采用了本發(fā)明的液體噴射基板;
圖25a和25b是分別示出了具有不同噴墨打印設(shè)備的構(gòu)造示例的示意性透視圖,噴墨打印設(shè)備采用了本發(fā)明的液體噴射頭;
圖25c是示出了用于打印頭的墨供應(yīng)系統(tǒng)的說明圖;
圖26是示出了根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用例的打印設(shè)備的說明圖;
圖27是示出了可應(yīng)用于圖26打印設(shè)備的循環(huán)路徑中的第一循環(huán)型式的說明圖;
圖28是示出了可應(yīng)用于圖26打印設(shè)備的循環(huán)路徑中的第二循環(huán)型式的說明圖;
圖29是示出了第一循環(huán)型式和第二循環(huán)型式中墨循環(huán)量的說明圖;
圖30a和圖30b是分別示出了圖26的液體噴射頭的透視圖;
圖31是示出了液體噴射頭的分解透視圖;
圖32是示出了液體噴射頭中第一、第二和第三通道部件的正面和背面的示意圖;
圖33是示出了通過接合第一、第二和第三通道部件而形成的通道的放大透視圖;
圖34是沿著圖33的線xxxiv-xxxiv獲得的剖視圖;
圖35a和35b是分別示出了噴射模塊的透視圖;
圖36a、36b和36c是分別示出了打印元件板的說明圖;
圖37是示出了沿著圖36a的xxxvii-xxxvii線獲得的打印元件板的剖視透視圖;
圖38是兩塊打印元件板的相鄰部分的放大俯視圖;
圖39a和39b是分別示出了根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用例的液體噴射頭的透視圖;
圖40是示出了液體噴射頭的分解透視圖;
圖41是示出了構(gòu)成液體噴射頭的通道部件的說明圖;
圖42是示出了液體噴射頭中打印元件板和通道部件之間液體連接關(guān)系的透視圖;
圖43是沿著圖42的線xxxxii-xxxxii獲得的剖視圖;
圖44a和44b是示出了液體噴射頭的噴射模塊的透視圖;
圖45a和圖45b是示出了打印元件板的說明圖;
圖45c是示出了蓋板的說明圖;
圖46是示出了可應(yīng)用本發(fā)明的打印設(shè)備第二示例的簡圖;
圖47是示出了本發(fā)明打印設(shè)備的說明圖;
圖48是示出了墨循環(huán)路徑的第三循環(huán)型式的說明圖;
圖49a和49b是示出了本發(fā)明液體噴射頭的說明圖;
圖50是示出了本發(fā)明液體噴射頭的分解透視圖;
圖51是示出了本發(fā)明通道部件的示意性說明圖;
圖52是示出了根據(jù)本發(fā)明第三應(yīng)用例的打印設(shè)備的說明圖;
圖53是示出了墨循環(huán)路徑的第四循環(huán)型式的說明圖
圖54a和54b是分別示出了根據(jù)本發(fā)明第三應(yīng)用例的液體噴射頭的說明圖;
圖55a、55b和55c是分別示出了根據(jù)本發(fā)明第三應(yīng)用例的液體噴射頭的說明圖。
具體實施方式
在下文中,將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。下文實施例的液體噴射基板、液體噴射頭和液體噴射設(shè)備是噴射作為液體的墨的墨噴射基板(用于噴墨打印頭的基板)、噴墨打印頭和噴墨打印設(shè)備的應(yīng)用例。
此外,本發(fā)明的液體噴射頭和液體噴射設(shè)備能夠應(yīng)用于打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、具有通訊系統(tǒng)的傳真機(jī)、具有打印部的文字處理器和與各種處理裝置組合的工業(yè)打印設(shè)備。例如,液體噴射頭和液體噴射設(shè)備能夠用于制造生物芯片或者打印電子電路。此外,因為下文描述的實施例為本發(fā)明的詳細(xì)示例,所以能夠進(jìn)行各種技術(shù)限定。然而,本發(fā)明的實施例不限于說明書的實施例或者其它詳細(xì)方法,而是能夠在本發(fā)明實質(zhì)的范圍內(nèi)修改。
(第一實施例)
圖1至圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的液體噴射單元300的說明圖。在此,液體噴射單元300構(gòu)成噴墨打印頭,如將在下文描述的那樣該打印頭安裝在噴墨打印設(shè)備上。
如圖1和圖2所示,該實施例的液體噴射單元300具有六疊層通道結(jié)構(gòu),六疊層通道結(jié)構(gòu)包括孔板21、第一通道層22、第二通道層23、第三通道層24、第四通道層25、第五通道層26和第六通道層27。第一通道層22設(shè)置有噴射能量產(chǎn)生元件12,噴射能量產(chǎn)生元件12產(chǎn)生噴射能量以用于噴射作為液體的墨,因此能夠憑借噴射能量從孔板21的噴射口11噴射壓力室13內(nèi)部的墨。當(dāng)壓力室13內(nèi)部的墨處于靜止?fàn)顟B(tài)時,壓力室13內(nèi)部的壓力保持為負(fù)壓,其中,在噴射口11處形成墨的彎月面。當(dāng)在壓力室13內(nèi)部產(chǎn)生壓力變化時,墨噴射速度或者墨噴射量(體積)變化,因此影響了墨噴射特性。特別地,當(dāng)壓力室13內(nèi)部的壓力變得低于預(yù)定壓力時,就不容易噴墨。
作為噴射能量產(chǎn)生元件12,可使用電熱轉(zhuǎn)換元件(加熱器)或者壓電元件。在使用加熱器的情況中,壓力室13內(nèi)部的墨因熱量而變成氣泡,并且能夠通過使用發(fā)泡能量從噴射口11噴墨。
如圖3所示,密集布置多個噴射口11,以形成噴射口陣列16。在這個示例中,形成了四個噴射口陣列16。如圖4所示,第二通道層23的第一共用供應(yīng)通道17通過對應(yīng)于每個壓力室13的單用供應(yīng)通道14和通道10而與每個壓力室13的一側(cè)(圖4的左側(cè))連通。類似地,第二通道層23的第一共用回收通道18通過源自壓力室13的單用回收通道15和通道10而與每個壓力室13的另一側(cè)(圖4的右側(cè))連通。多個供應(yīng)通道14和多個回收通道15沿著第一通道層22的厚度方向延伸并且沿著噴射口陣列16的延伸方向(第一方向)設(shè)置,以便形成供應(yīng)通道陣列和回收通道陣列。第一通道層22的厚度方向?qū)?yīng)于與布置有噴射能量產(chǎn)生元件12的液體噴射基板面交叉(在這個示例中為正交)的方向。第一共用供應(yīng)通道17與形成在第三通道層24中的第一供應(yīng)口30連通,并且接收從第一供應(yīng)口30供應(yīng)的墨。類似地,第一共用回收通道18與形成在第三通道層24中的第一回收口31連通。多個第一供應(yīng)口30沿著噴射口陣列16的延伸方向(第一方向)布置,以便形成第一供應(yīng)口陣列。類似地,多個第一回收口31沿著噴射口陣列16的延伸方向布置,以便形成第一回收口陣列。在第三通道層24中,四個第一供應(yīng)口陣列和四個第一回收口陣列平行地交替布置。第四通道層25設(shè)置有第二共用供應(yīng)通道32和第二共用回收通道33,而第五通道層26設(shè)置有第二供應(yīng)口34和第二回收口35。第六通道層27設(shè)置有第三共用供應(yīng)通道36和第三共用回收通道37。
第一共用回收通道17具有這樣的構(gòu)造,其中,沿著第二通道層23的厚度方向的一側(cè)(面向第一通道層22的一側(cè))與多個供應(yīng)通道14連通,而另一側(cè)(面向第三通道層24的一側(cè))與多個第一供應(yīng)口30連通。類似地,第一共用回收通道18具有這樣的構(gòu)造,其中,沿著第二通道層23的厚度方向的一側(cè)與多個回收通道15連通,而另一側(cè)與多個第一回收口31連通。第二共用供應(yīng)通道32具有這樣的構(gòu)造,其中,沿著第四通道層25的厚度方向的一側(cè)與多個第一供應(yīng)口30連通,而另一側(cè)與多個第二供應(yīng)口34連通。類似地,第二共用回收通道33具有這樣的構(gòu)造,其中,沿著第四通道層25的厚度方向的一側(cè)與第一回收口31連通,而另一側(cè)與第二回收口35連通。此外,第三共用供應(yīng)通道36與多個第二供應(yīng)口34連通,而第三共用回收通道37與多個第二回收口35連通。
多個第二供應(yīng)口34的布置密度和多個第二回收口35的布置密度低于多個第一供應(yīng)口30的布置密度和多個第一回收口31的布置密度。此外,多個第一供應(yīng)口30的布置密度和多個第一回收口31的布置密度低于多個供應(yīng)通道14的布置密度和多個回收通道15的布置密度。第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18沿第一方向平行地形成。第二共用供應(yīng)通道32和第二共用回收通道33沿第二方向平行地形成。第三共用供應(yīng)通道36和第三共用回收通道37沿第一方向平行地形成。
以這種方式,通過疊層多個通道部件而形成該示例的液體噴射單元300。這些通道層中的通道形成密度以第六通道層27、第五通道層26、第四通道層25、第三通道層24、第二通道層23和第一通道層22的順序增加。因此,液體噴射單元300能夠具有這樣的構(gòu)造,其中,密集設(shè)置多個噴射口陣列16,同時抑制了每個元件板和通道部件的尺寸增大。
在該實施例中,第一通道層22和第二通道層23形成在液體噴射基板100中。在本發(fā)明中,并不特別限制第三通道層24至第六通道層27的構(gòu)造。具體地,在下文例舉第一和第二構(gòu)造示例。在第一構(gòu)造示例中,第三通道層24形成在圖36c或者圖45c的以下實施例的蓋板(蓋部件)20或者2020中,而第四通道層25的一部分形成在圖24a至24e的以下實施例的支撐部件400中。第四通道層25的另一部分形成在圖24a至24e或者圖31的以下實施例的第一通道部件500或者50中,而第五通道層26和第六通道層27的一部分形成在圖24a至圖24e或者圖31的以下實施例的第二通道部件600或者60中。第六通道層27的另一部分形成在下述圖31的實施例的第三通道部件370中。另一方面,在第二構(gòu)造示例中,第三通道層24形成在蓋板20或者2020中,而第四通道層25的一部分形成在支撐部件400中。第四通道層25和第五通道層26的另一部分形成在第一通道部件500或50中,而第六通道層27形成在第二通道部件600或者60中。此外,第二共用供應(yīng)通道32、第二共用回收通道33、第二供應(yīng)口34和第二回收口35也不局限于這個示例的構(gòu)造。
從外部供應(yīng)的墨從與墨流入口連通的第三共用供應(yīng)通道36引至壓力室13,相繼通過第二供應(yīng)口34、第二共用供應(yīng)通道32、第一供應(yīng)口30、第一共用供應(yīng)通道17和供應(yīng)通道14。壓力室13內(nèi)部的墨從與第三共用回收通道37連通的回收口流至外部,相繼通過回收通道15、第一共用回收通道18、第一回收口31、第二共用回收通道33、第二回收口35和第三共用回收通道37。因為墨以這種方式循環(huán),所以易滯留在壓力室13內(nèi)部的稠墨可流到外部。因此,能夠抑制墨的顏色濃度變化,并抑制從噴射口11噴射的墨噴射速度降低。在下文中,這種墨強(qiáng)制流動將被稱作“墨循環(huán)流動”。
在這個示例中,如圖3、圖4和圖5所示,供應(yīng)通道14和回收通道15布置成面向彼此,噴射口11處于它們之間。因為供應(yīng)通道14和回收通道15以這種方式面向彼此,所以在壓力室13和噴射口11內(nèi)部產(chǎn)生了極其有效的墨循環(huán)流動。因此,能夠極其有效地抑制墨噴射速度降低以及墨的顏色濃度變化。此外,供應(yīng)通道14和回收通道15沿著對應(yīng)于噴射口陣列16延伸方向的第一方向分別形成在多個位置處,以便對應(yīng)于每個壓力室13。因為供應(yīng)通道14和回收通道15以這種方式分別形成在多個位置處,所以用于驅(qū)動噴射能量產(chǎn)生元件12的電線能夠布置在相鄰供應(yīng)通道14之間和相鄰回收通道15之間。因此,不需要將沿著第一方向延伸的電線布置在供應(yīng)通道14和噴射口11之間以及回收通道15和噴射口11之間。因此,能夠進(jìn)一步減小供應(yīng)通道14和噴射口11之間部分的尺寸以及回收通道15和噴射口11之間部分的尺寸。供應(yīng)通道14和噴射口11之間的數(shù)量關(guān)系可以是一對一、一對二或者一對五,并且與供應(yīng)通道14連通的壓力室13的數(shù)量不局限于本實施例的一個。
在這個示例中,因為在壓力室13和噴射口11內(nèi)部產(chǎn)生了墨循環(huán)流動,所以以如下方式形成通道。
如圖2所示,第一共用供應(yīng)通道17沿著第一方向延伸,以與多個供應(yīng)通道14連通并且通過每個供應(yīng)通道14與壓力室13連通。類似地,第一共用回收通道18沿著第一方向延伸,以與多個回收通道15連通并且通過每個回收通道15與壓力室13連通。
以這種方式,第一通道層22和第二通道層23設(shè)置有一系列墨通道,墨通道包括供應(yīng)通道14、回收通道15、第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18并且對應(yīng)于噴射口陣列16。通過這種墨通道,能夠在液體噴射基板100的壓力室13和孔板21的噴射口11的內(nèi)部產(chǎn)生墨循環(huán)流動。
此外,如圖6a所示,構(gòu)成了供應(yīng)通道14、回收通道15、第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18的側(cè)壁基本正交于第一通道層22的正面和背面(附圖的上表面和下表面)。在此,基本正交的狀態(tài)包括當(dāng)加工第一通道層22和第二通道層23時所形成的錐形的傾斜度??梢酝ㄟ^例如干法蝕刻來形成供應(yīng)通道14、回收通道15、第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18。此外,可以通過激光加工或者干法蝕刻和激光加工的組合來形成這些通道。供應(yīng)通道14、回收通道15、第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18各自的深度方向(圖6a的豎直方向)均基本垂直于第一通道層22的正面。因此,當(dāng)高效率地密集形成墨通道時,能夠在密集形成在第一通道層22中的壓力室13和噴射口11的內(nèi)部高效率地產(chǎn)生墨循環(huán)流動。
(第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18之間的關(guān)系(1))
以如下方式形成第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18。
如圖6a和6b所示,用w1表示第一共用供應(yīng)通道17的下游端部和第二共用回收通道18的上游端部之間的間隙(梁寬度),并且用w2表示供應(yīng)通道14和回收通道15之間的距離。此外,用r表示從供應(yīng)通道14的下游端部通過通道10、壓力室13和通道10至回收通道15的上游端部的每單位長度的通道阻力,用q1表示在每個壓力室13內(nèi)部產(chǎn)生的墨循環(huán)流動的流量。用包括代表墨粘度的項(包括時間要素)的方程表示通道阻力r。此外,除了處于能夠從噴射口11適當(dāng)噴墨范圍內(nèi)的壓力室13內(nèi)部最大負(fù)壓之外,用pmax表示處于噴射口11中墨彎月面不會崩塌范圍內(nèi)的壓力室13內(nèi)部最大負(fù)壓。這些要素具有方程(1)的關(guān)系。將在下文描述相關(guān)方程(1)。
w2<(2×pmax)/(q1×r)方程(1)
在如圖8a所示因負(fù)壓影響使彎月面凹陷并且如圖8b所示彎月面隨著負(fù)壓增大而破壞的情況中,墨不會存在于噴射能量產(chǎn)生元件12上,因此在正常條件下不能容易噴墨。在墨的表面張力為30mn/m以及20mn/m的情況中,噴射口11的孔徑以及噴射口11中的允許壓力極限具有圖8c示出的關(guān)系。通常,噴射口中的墨彎月面取決于噴射口孔徑和墨的表面張力。然而,當(dāng)沒有保持-1000mmaq以上的壓力時,彎月面破壞。因此,作為示例,在噴射口孔徑為12μm并且墨的表面張力為30mn/m的情況中,處于不會破壞彎月面范圍內(nèi)的最大負(fù)壓為-1000mmaq。此外,即使在處于不會破壞彎月面范圍的情況中,噴墨量也因如圖8a所示彎月面凹陷而減少。因此,影響了墨噴射狀態(tài),使得產(chǎn)生了多個墨的副滴(衛(wèi)星滴)。
在此,適當(dāng)?shù)哪珖娚錉顟B(tài)是指這樣的狀態(tài),其中,以目視識別不出打印圖像變形的程度滿意地噴墨。特別地,理想的是采用這樣的墨噴射狀態(tài),其中,墨噴射量的變化很小并且目視識別不出。此外,在墨噴射操作期間產(chǎn)生墨主滴和副滴(衛(wèi)星滴)的情況中,以下的墨噴射狀態(tài)是理想的,其中,由衛(wèi)星滴形成的墨副點的至少一部分接觸由主滴形成且落在打印介質(zhì)上的墨主點上。
以這種方式,最大負(fù)壓pmax表示這樣的負(fù)壓,其中,當(dāng)壓力變得高于最大負(fù)壓時,破壞彎月面或者不能適當(dāng)?shù)貒娔4送?,?dāng)產(chǎn)生衛(wèi)星滴時,理想的是衛(wèi)星滴會落在打印介質(zhì)上,使得副點位于主點內(nèi)。例如,最大負(fù)壓pmax是500mmaq。此外,墨循環(huán)流量q1是能夠抑制墨噴射速度降低以及抑制墨顏色濃度變化的流量。即,該流量能夠抑制因墨的水分從噴射口11蒸發(fā)而造成墨噴射速度降低以及墨著落位置以可識別程度變化的可能性。此外,該流量能夠抑制因墨的水分從噴射口11蒸發(fā)而使得墨顏色濃度改變以及打印圖像變得可識別到不均勻的可能性。例如,墨循環(huán)流量q1表示能夠把墨噴射速度降低抑制在正常噴射狀態(tài)10%的范圍內(nèi)。在實驗例中,墨循環(huán)流量可換算為壓力室13內(nèi)0.05m/s以上的流速。此外,在其它實驗例中,流速為0.1m/s。
當(dāng)滿足方程(1)的關(guān)系時,第一共用供應(yīng)通道17內(nèi)部的壓力能夠保持為負(fù)壓。在噴墨打印頭中,理想的是打印頭的通道內(nèi)部的壓力保持為負(fù)壓。在壓力為正壓的情況中,會發(fā)生以下可能性。即,在打印頭的墨通道內(nèi)部的壓力是正壓的情況中,墨易于從打印頭的構(gòu)件泄漏。此外,墨易于從噴射口11泄漏。例如,即使第一共用供應(yīng)通道17內(nèi)部的壓力是正壓并且因在墨循環(huán)狀態(tài)中由墨循環(huán)流動導(dǎo)致的壓力損失而使壓力室13內(nèi)部的壓力保持為負(fù)壓,也擔(dān)心壓力損失因墨循環(huán)流動變化而變化并且壓力室13內(nèi)部的壓力會變?yōu)檎龎?。作為極端例,當(dāng)墨循環(huán)流動停止時,壓力室13的壓力如同在第一共用供應(yīng)通道中那樣會變?yōu)檎龎?。為了防止壓力?3內(nèi)部的壓力變?yōu)檎龎海枰獙δ?yīng)系統(tǒng)施以復(fù)雜控制。
(對相關(guān)方程(1)的描述)
接下來,將詳細(xì)描述用于保持第一共用公共通道17的壓力為負(fù)壓的方程(1)。
由方程(2)表示供應(yīng)通道14和回收通道15之間的壓差δp。
△p=q1×r×w2方程(2)
此外,在由pin表示供應(yīng)通道14的壓力而由pout表示回收通道15的壓力的情況中,建立方程(3)。此外,在噴射口11位于供應(yīng)通道14和回收通道15之間中間位置的情況中,由方程(4)表示噴射口11的壓力pn。
△p=pin-pout········方程(3)
pn=(pin+pout)/2········方程(4)
由方程(3)和(4)建立方程(5)。
pin=pn+(△p/2)········方程(5)
為了將第一共用供應(yīng)通道17的壓力保持為負(fù)壓,需要滿足方程(6)。
pin=pn+(△p/2)<0········方程(6)
能夠?qū)⒎匠?6)修改為方程(7)。
-pn>△p/2········方程(7)
因為需要滿足pn>-pmax的方程以便正常噴墨,所以建立方程(8)
pmax>△p/2········方程(8)
由方程(2)和(8)能夠推導(dǎo)出上述方程(1)。
此外,w1和w2具有方程(9)的關(guān)系。
w1<w2········方程(9)
由方程(9)建立方程(10)。
w1<(2×pmax)/(q1×r)········方程(10)
當(dāng)設(shè)定間隙w1以便滿足方程(10)的關(guān)系時,可將第一共用供應(yīng)通道17的壓力保持為負(fù)壓,因此能夠提高基板和打印頭的可靠性。
特別地,在壓力室13通道阻力較高的打印頭中需要進(jìn)一步減小間隙(梁寬度)w1。在采用壓電元件作為噴射能量產(chǎn)生元件12的打印頭中,因為通常壓力室13的通道阻力下降,所以可以增大間隙w1。另一方面,在采用加熱器作為噴射能量產(chǎn)生元件12的打印頭中,因為通常壓力室13的通道阻力增大,所以需要進(jìn)一步減小間隙w1。
(第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18之間的關(guān)系(2))
在用q2表示從噴射口11噴射的墨最大噴射量的情況中,理想的是設(shè)定第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18以滿足方程(11)的關(guān)系。
w1<(2×pmax)/(q2×r)········方程(11)
當(dāng)墨循環(huán)流量q1設(shè)定成大于最大噴射量q2時,即使在最大化噴墨時也能夠抑制墨循環(huán)流動發(fā)生逆流。在產(chǎn)生墨循環(huán)流動逆流的情況中,不能通過墨循環(huán)流動排放由墨噴射產(chǎn)生的熱量。此外,墨會因排放熱量的逆流而被過度加熱,并且會因墨通道內(nèi)部沉淀物的逆流而發(fā)生墨噴射不良。然而,因為抑制了墨循環(huán)流動發(fā)生逆流,所以能夠抑制上述狀態(tài)。
當(dāng)?shù)谝还灿霉?yīng)通道17和第一共用回收通道18設(shè)定成滿足方程(11)的關(guān)系時,第一共用供應(yīng)通道17內(nèi)部的壓力能夠保持為負(fù)壓,同時抑制了墨循環(huán)流動發(fā)生逆流。結(jié)果,能夠提高基板和打印頭的可靠性。
作為實驗的結(jié)果,當(dāng)壓力室13的高度設(shè)定為20μm,墨的粘度設(shè)定為10cp,并且梁寬度w1設(shè)定為200μm以下時,即使為了抑制墨循環(huán)流動發(fā)生逆流而使墨循環(huán)流動的流速為0.1m/s時,第一共用供應(yīng)通道17內(nèi)部的壓力也能夠保持為負(fù)壓。此外,當(dāng)梁寬度w設(shè)定為100μm以下時,即使以30khz的噴射頻率(打印頭的驅(qū)動頻率)噴射10pl的墨時也能夠在抑制墨循環(huán)流動逆流的同時保持第一共用供應(yīng)通道17內(nèi)部的壓力為負(fù)壓。
(通道17和14之間的布置關(guān)系及通道18和15之間的布置關(guān)系)
此外,可以以如下方式設(shè)定第一共用供應(yīng)通道17和供應(yīng)通道14之間的布置關(guān)系以及第一共用回收通道18和回收通道15之間的布置關(guān)系。即,如圖6b所示,供應(yīng)通道14的沿著第二方向的中心l1設(shè)定在相對于第一共用供應(yīng)通道17沿著第二方向的中心l2而言靠近噴射口11的位置。類似地,回收通道15的沿著第二方向的中心l3設(shè)定在相對于第一共用回收通道18的沿著第二方向的中心l4而言靠近噴射口11的位置。以這種方式,當(dāng)供應(yīng)通道14和回收通道15設(shè)置成靠近噴射口11時,即使設(shè)定相同的梁寬度w1也能夠?qū)挾葁2設(shè)定為更小,因此噴射口11內(nèi)部的壓力能夠容易地保持為適當(dāng)壓力。
(通道17和通道18之間的布置關(guān)系)
理想的是以如下方式設(shè)定第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18之間的布置關(guān)系。
即,如圖9所示,在用w3表示位于相鄰噴射口陣列16之間的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18之間的梁寬度的情況中,將梁寬度w3設(shè)定為大于梁寬度w1。當(dāng)梁寬度w3設(shè)定為較大時,能夠提高基板的強(qiáng)度。圖9是示出了在噴射口11透視的狀態(tài)中從背面?zhèn)扔^察時液體噴射基板的簡圖。以這種方式,與相同的噴射口陣列16連通的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18形成為彼此靠近,使得將梁寬度w1設(shè)定為較小。另一方面,與相鄰噴射口陣列16中的一個噴射口陣列16連通的第一共用供應(yīng)通道17和與另一噴射口陣列連通的第一共用回收通道18彼此分離開,使得梁寬度w3較大。因此,能夠提高基板的強(qiáng)度,同時抑制墨循環(huán)流動的逆流,使得第一共用供應(yīng)通道17內(nèi)部的壓力保持為負(fù)壓。
(用于抑制墨循環(huán)流量變化和壓力變化的結(jié)構(gòu)(1))
此外,在實施例中,提供了下文的結(jié)構(gòu),以抑制每個壓力室13的墨循環(huán)流量變化和壓力變化。
即,如圖1和圖2所示,多個第一供應(yīng)口30與一個第一共用供應(yīng)通道17連通。類似地,多個第一回收口31與一個第一共用回收通道18連通。第一供應(yīng)口30和第一回收口31布置成使得每個壓力室13的墨循環(huán)流量變化和壓力變化處于不影響墨噴射特性的范圍內(nèi)。具體地,沿著噴射口陣列16所延伸的第一方向交替布置第一供應(yīng)口30和第一回收口31。因此,能夠進(jìn)一步減小第一供應(yīng)口30和第一回收口31之間沿著第一方向的間隙。因此,即使在第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18的寬度都相對較窄的情況中,也能夠抑制每個壓力室13的墨循環(huán)流量變化和壓力變化。
(用于抑制墨循環(huán)流量變化和壓力變化的結(jié)構(gòu)(2))
此外,在實施例中,下文提供了一種結(jié)構(gòu),以抑制每個壓力室13的墨循環(huán)流量變化和壓力變化。
即,如圖1和圖2所示,第二共用供應(yīng)通道32沿著第二方向延伸,并且與沿著第二方向布置的多個第一供應(yīng)口30連通。類似地,第二共用回收通道33沿著第二方向延伸,并且與沿著第二方向布置的多個第一回收口31連通。此外,多個第二共用供應(yīng)通道32一起通過第二供應(yīng)口34與一個第三共用供應(yīng)通道36連通。類似地,多個第二共用回收通道33一起通過第二回收口35與一個第三共用回收通道37連通。
當(dāng)墨通道以這種方式通過六層結(jié)構(gòu)相互連通時,多個第一共用供應(yīng)通道17最終通過多個第一供應(yīng)口30匯合到一個第三共用供應(yīng)通道36,多個第一共用供應(yīng)通道17以窄間隔形成以匹配密集布置的多個噴射口陣列16。類似地,多個第一共用回收通道18最終通過多個第一回收口匯合到一個第三共用回收通道37,多個第一共用回收通道18以窄間隔形成以匹配密集布置的多個噴射口陣列16。因此,能夠密集布置多個噴射口陣列16,同時又沒有增寬第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18各自的通道寬度。此外,能夠抑制與以上述方式密集布置而成的多個噴射口陣列16中的每個噴射口11對應(yīng)的每個壓力室13中的墨循環(huán)流量變化和壓力變化。此外,能夠從墨罐(未示出)供應(yīng)墨并且使墨回收到墨罐中,同時相對于密集布置的噴射口11抑制壓力室13中的墨循環(huán)流量變化和壓力變化。因此,不僅打印頭和包括打印頭的打印設(shè)備而且各種液體噴射頭和包括液體噴射頭的液體噴射設(shè)備均能夠設(shè)置成緊湊尺寸。
(用于抑制墨循環(huán)流量變化和壓力變化的結(jié)構(gòu)(3))
此外,為了抑制每個壓力室13的墨循環(huán)流量變化和壓力變化,以下結(jié)構(gòu)是可取的。
即,位于噴射口陣列16兩個端部處的第一供應(yīng)口30和/或第一回收口31形成為小于位于除兩個端部之外其它位置處的第一供應(yīng)口30和/或第一回收口31。即,前者的第一供應(yīng)口30的開口和/或第一回收口31的開口形成為小于后者的第一供應(yīng)口30的開口和/或第一回收口31的開口。在位于噴射口陣列16兩端處的第一供應(yīng)口30附近,噴射口陣列16中的噴射口11僅在位于噴射口陣列16兩端處第一供應(yīng)口30在第一方向上的一側(cè)。因此,位于噴射口陣列16兩端處的第一供應(yīng)口30的墨流量小于其它第一供應(yīng)口30的墨流量。類似地,在位于噴射口陣列16兩端處的第一回收口31的附近,噴射口陣列16中的噴射口11僅在位于噴射口陣列16兩端處第一回收口31的第一方向上的一側(cè)。因此,位于噴射口陣列16兩端處的第一回收口31的墨流量小于其它第一回收口31的墨流量。
以這種方式,形成在噴射口陣列16兩端處的第一供應(yīng)口30和/或第一回收口31的形狀形成為小尺寸,使得通道阻力增大。因此,在形成于噴射口陣列16兩端處的第一供應(yīng)口30和/或第一回收口31中產(chǎn)生的壓力損失能夠被調(diào)節(jié)成與在其它第一供應(yīng)口30和/或第一回收口31中產(chǎn)生的壓力損失相似。因此,能夠減小經(jīng)噴射口陣列16兩端處第一供應(yīng)口30和/或第一回收口31在壓力室13中流動的墨流量和經(jīng)其它第一供應(yīng)口30和/或其它第一回收口31在壓力室13中流動的墨流量之間的差。結(jié)果,能夠進(jìn)一步抑制每個壓力室13內(nèi)部的墨循環(huán)流量的差。
(用于抑制墨循環(huán)流量變化和壓力變化的結(jié)構(gòu)(4))
此外,為了抑制每個壓力室13的墨循環(huán)流量變化和壓力變化,以下結(jié)構(gòu)是可取的。
即,如圖7(a)所示,噴射口陣列16的端部和液體噴射基板100的端部之間的區(qū)域“a”設(shè)定為較大。例如,區(qū)域“a”可用作布置噴射能量產(chǎn)生元件12的驅(qū)動電路和布置用于將電信號傳遞到液體噴射基板100以及從液體噴射基板100接收電信號的連接墊150的布置空間。此外,理想的是如圖7(b)和(c)中那樣通過使用區(qū)域“a”布置第一回收口31,圖7(b)和(c)是當(dāng)從噴射口11觀察時示出了液體噴射基板100的透視圖。即,沿著噴射口陣列16所延伸的第一方向,第一回收口31布置成與位于噴射口陣列16端部處的噴射口11重疊。在圖7(b)中,第一共用回收通道18的左端和第一回收口31的左端位于相同的位置處。此外,在圖7(c)中,第一共用回收通道18的左端和第一回收口31的左端相對于位于左端處的回收通道15大幅度地向左突出。
在圖7(b)和(c)中,如箭頭a1所示,通過位于噴射口陣列16端部處的壓力室13的墨首先從第一供應(yīng)口30流入到第一共用供應(yīng)通道17和供應(yīng)通道14。繼而,如箭頭a2所示,在通過位于噴射口陣列16端部處的壓力室13、回收通道15和第一共用回收通道18之后,墨從第一回收口31流出。圖7(d)是在第一回收口31布置成不沿第一方向與位于噴射口陣列16端部處的噴射口11重疊的情況中的比較例。在圖7(d)中,如箭頭a1所示,通過位于噴射口陣列16端部處的壓力室13的墨首先從第一供應(yīng)口30流入到第一共用供應(yīng)通道17和供應(yīng)通道14。繼而,如箭頭a2所示,墨通過位于噴射口陣列16端部處的壓力室13和回收通道15,并且如箭頭a3所示在通過第一共用回收通道18之后從第一回收口31流出。
與圖7(d)的構(gòu)造相比,在圖7(b)和(c)中,能夠縮短從位于第一方向端部處的第一供應(yīng)口30流動并經(jīng)壓力室30從第一回收口31流出的墨的墨通道的長度。即,因為減小了位于噴射口陣列16端部附近的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18內(nèi)的最大壓力損失,所以能夠抑制每個壓力室13內(nèi)部的墨循環(huán)流量變化。此外,在第一供應(yīng)口30而非第一回收口31位于第一方向端部處的情況中,第一供應(yīng)口30可以布置成沿著第一方向與位于噴射口陣列16端部處的噴射口11重疊。
(溫度分布抑制結(jié)構(gòu))
在實施例中,提供了下文的結(jié)構(gòu),以抑制打印頭內(nèi)的溫度分布。
即,如圖1和圖2所示,第一回收口31布置在噴射口陣列16的兩個端部處。在如該示例中那樣墨強(qiáng)制循環(huán)通過每個壓力室13的情況中,通過墨來回收由噴射能量產(chǎn)生元件12等產(chǎn)生的熱量。因此,墨回收側(cè)通道內(nèi)部的墨溫度高于每個壓力室13內(nèi)的墨溫度。
此外,即使確保充分的墨循環(huán)流量以便抑制由從噴射口11蒸發(fā)墨中的水分導(dǎo)致的影響,也存在同時從多個噴射口11噴射的墨噴射量變得大于墨循環(huán)流量的情況。在這種情況中,墨也從第二共用回收通道37供應(yīng)至壓力室13中。即,通過第二回收口35、第二共用回收通道33、第一回收口31、第一共用回收通道18和回收通道15將墨從第二共用回收通道37供應(yīng)到壓力室13中。因此,存在當(dāng)同時從多個噴射口11噴墨時將第一回收口31內(nèi)部的高溫墨供應(yīng)到壓力室13中的情況。在這種情況中,因為第一回收口附近的墨溫度變得高于第一供應(yīng)口30附近的墨溫度,所以擔(dān)心在第一供應(yīng)口30附近的噴射口11和第一回收口31附近的噴射口11之間會產(chǎn)生墨噴射速度差。此外,在第一供應(yīng)口30位于噴射口陣列16兩個端部中的一個端部側(cè)而第一回收口31位于另一端部側(cè)的情況中,在整個噴射口陣列16中發(fā)生沿著噴射口11布置方向的溫度分布傾斜,因此整個打印頭中的溫度分布寬度增大。結(jié)果,擔(dān)心在每個噴射口11中發(fā)生墨噴射特性變化。
在該實施例中,因為第一回收口31布置在噴射口陣列16的兩個端部處,所以抑制了溫度分布傾斜,因此能夠抑制墨噴射特性發(fā)生變化。此外,即使在第一供應(yīng)口30布置在噴射口陣列16的兩個端部處時,也能夠獲得相同的效果。然而,如在該實施例中那樣,理想的是將第一回收口31布置在噴射口陣列16的兩個端部處。
即,在液體噴射基板100中,如上所述,未布置有噴射口11的區(qū)域“a”大致設(shè)定在噴射口陣列16的兩個端部和液體噴射基板100的端部之間,因此由墨噴射操作產(chǎn)生的熱量從區(qū)域“a”散發(fā)。因此,在多個噴射口11噴墨的情況中,存在的趨勢是噴射口陣列16兩個端部的溫度值變得低于其它部分的溫度值。因為第一回收口31布置在噴射口陣列16的兩個端部處,所以能夠在這種情況中將高溫墨供應(yīng)到噴射口陣列16的兩個端部。因此,因為噴射口陣列16兩個端部的溫度值設(shè)定為更高,所以能夠減小相對于其它部分的溫度差。結(jié)果,因為減小了整個打印頭中的溫度分布寬度,所以能夠抑制墨噴射特性發(fā)生變化。
圖10是示出了本實施例液體噴射頭制造步驟示例的流程圖。
首先,通過噴嘴形成步驟s1在液體噴射基板100上形成噴嘴,液體噴射基板100上形成有噴射能量產(chǎn)生元件12和所需電路。噴嘴是通過使用噴射能量產(chǎn)生元件12而噴墨的部分,并且包括噴射口11和壓力室13。繼而,通過背面供應(yīng)路徑形成步驟s2在液體噴射基板100的背面上形成第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18。接下來,通過蓋部件形成步驟s3在液體噴射基板100的背面上形成圖36c或者圖45c中所示實施例的蓋板20(蓋部件)或者2020。然后,通過切割步驟s4將液體噴射基板100的形狀從晶片狀加工成芯片狀。繼而,通過接合步驟s5將液體噴射基板100接合到圖24a至24e的實施例的支撐部件400和第一通道部件500。
以這種方式,因為在接合步驟s5之前通過蓋部件形成步驟s3在液體噴射基板100的背面上形成作為第三通道層的蓋板,所以第一供應(yīng)口30和第一回收口31能夠形成在晶片狀液體噴射基板100中。因為當(dāng)液體噴射基板100具有晶片狀時加工蓋板,所以與機(jī)加工或者成型加工相比提高了加工精度,因此能夠以更高的精度形成微孔。此外,蓋板能夠形成為更薄。因此,能夠以更高精度布置噴射口11。此外,因為第一供應(yīng)口30和第一回收口31的通道阻力在變化很小的情況下減小,所以能夠使得用于產(chǎn)生墨循環(huán)流動的壓差變穩(wěn)定,因此能夠?qū)⒀h(huán)流量抑制為較小。
可以由硅基板形成蓋板。即,因為形成為晶片狀硅基板的蓋板接合到晶片狀液體噴射基板100,所以與把蓋板接合到芯片狀液體噴射基板100的情況相比能夠減少步驟的數(shù)量。此外,蓋板可以由樹脂膜形成。如在硅基板的情況中那樣,因為蓋板能夠接合成使得膜狀樹脂疊層在晶片狀液體噴射基板100上,與把蓋板接合到每個芯片狀液體噴射基板100的情況相比能夠減少步驟的數(shù)量。
圖10的步驟的順序和內(nèi)容僅僅為示例,而非限制本發(fā)明。例如,噴嘴形成步驟s1、背面供應(yīng)路徑形成步驟s2、蓋部件形成步驟s3以及切割步驟s4的順序并不局限于圖10的示例,只要蓋部件形成步驟s3能夠在接合步驟s5之前實施即可。
(第二實施例)
圖11和圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的液體噴射單元300的說明圖,將省略與上述實施例相同的描述,而相同的附圖標(biāo)記賦予與上述實施例相同的描述。圖11是示出了液體噴射單元300的分解透視圖,圖12是示出了液體噴射單元300的分解俯視圖。
在該實施例中,第一共用供應(yīng)通道17和第二共用供應(yīng)通道32在噴射口陣列16的一個端部側(cè)處相互連通,并且第一共用回收通道18和第二共用回收通道33在另一端部側(cè)處相互連通。在該實施例中,因為沒有設(shè)置第一實施例的第三通道層24并且能夠省略第一實施例的第一回收口31,所以能夠簡化通道的結(jié)構(gòu)。
(第三實施例)
圖13和圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的說明圖,將省略與上述實施例相同的描述,而相同的附圖標(biāo)記賦予與上述實施例相同的描述。圖13是示出了液體噴射單元300的分解透視圖,圖14是示出了液體噴射單元300的分解俯視圖。
在該實施例中,在噴射口陣列16的一個端部側(cè)處,第一共用供應(yīng)通道17和第一供應(yīng)口30相互連通并且第一共用回收通道18和第一回收口31相互連通。類似地,在噴射口陣列16的另一端部側(cè)處,第一共用供應(yīng)通道17和第一供應(yīng)口30相互連通并且第一共用回收通道18和第一回收口31相互連通。當(dāng)?shù)谝还?yīng)口30和第一回收口31布置在噴射口陣列16的兩個端部處時,較之第二實施例,能夠抑制每個壓力室13內(nèi)部的壓力變化和沿著噴射口陣列16所延伸的第一方向的墨循環(huán)流量變化。此外,第二共用供應(yīng)通道32和第二共用回收通道33均可以布置在兩個位置處。
以這種方式,在該實施例中,因為第一供應(yīng)口30的數(shù)量和第一回收口31的數(shù)量減少,所以能夠簡化墨通道的結(jié)構(gòu)。
(第四實施例)
圖15至圖18b是示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的液體噴射單元300的說明圖,將省略與上述實施例相同的描述,而相同的附圖標(biāo)記賦予與上述實施例相同的描述。圖15是示出了液體噴射單元300的分解透視圖,圖16是示出了液體噴射單元300的分解俯視圖。在該實施例中,液體噴射單元300的平面形狀形成為平行四邊形(相鄰邊成非直角的平行四邊形),但是為了簡化描述,該平面形狀示出為矩形狀。圖17a是示出了根據(jù)該實施例的液體噴射基板100的俯視圖,圖17b是示出了噴射口陣列16的端部結(jié)構(gòu)的透視圖。
如圖17a所示,該實施例的液體噴射基板100的平面形狀形成為平行四邊形狀,并且噴射口陣列16的端部和元件板的端部之間的區(qū)域“a”小于第一實施例的圖7(a)的液體噴射基板100的區(qū)域“a”。在該實施例中,如圖17a所示,用于在液體噴射基板100和外部之間傳遞以及接收電信號的連接墊150和用于噴射能量元件12等的驅(qū)動電路布置在液體噴射基板100的長邊上。在通過組合液體噴射基板100獲得細(xì)長打印頭(行式打印頭)的情況中,如圖17a所示,液體噴射基板100可布置成之字形,而非基本一列狀。通過這種布置方案,兩相鄰液體噴射基板100的噴射口陣列16的端部能夠容易沿著第二方向相互重疊,如圖17a所示。在此,“布置成基本一列狀”表示這樣的狀態(tài),其中,兩相鄰液體噴射基板100沿著第一方向和第二方向都部分地相互重疊。
以這種方式,在該實施例中,噴射口11布置到液體噴射基板100的端部附近。在這個實施例中,難以如第一實施例的圖7(b)和(c)中所示的那樣將第一供應(yīng)口30或者第一回收口31布置在與液體噴射基板100的噴射口陣列16的端部重疊的位置處。因此,在該實施例中,第一供應(yīng)口30或者第一回收口31布置在相對于噴射口陣列16的端部向中心偏移的位置處,如圖17b所示。
在該實施例中,為了抑制每個壓力室13中墨循環(huán)流量的變化和壓力變化并且為了抑制液體噴射基板100內(nèi)部的溫度分布,第一供應(yīng)口30布置在噴射口陣列16的兩個端部附近,如圖15和圖16所示。
如在該實施例中那樣,在第一供應(yīng)口30布置在噴射口陣列16的端部附近的情況中,與使用初始壓差進(jìn)行墨循環(huán)操作的情況相比,在墨噴射操作期間位于噴射口陣列16端部處的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18之間的壓差較大。另一方面,如在第一實施例中那樣,在第一回收口31布置在噴射口陣列16的端部處的情況中,較之使用初始壓差實施墨循環(huán)操作,在墨噴射操作期間噴射口陣列16的端部處的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道之間18的壓差較小。當(dāng)?shù)谝还灿霉?yīng)通道17和第一共用回收通道18之間的壓差減小時,墨循環(huán)流量減小。因此,抑制因從噴射口11蒸發(fā)墨水分所導(dǎo)致的影響的效果減小了。即,減小了抑制墨噴射速度降低以及墨顏色濃度變化的效果。因此,優(yōu)選地將壓差設(shè)定為較大。如在該實施例中,因為第一供應(yīng)口30布置在噴射口陣列16的兩個端部附近,所以能夠減小墨循環(huán)流量變化的影響。
因為第一供應(yīng)口30內(nèi)部的壓力設(shè)定為高于第一回收口31內(nèi)部的壓力以產(chǎn)生墨循環(huán)流動,所以易于在墨噴射操作期間通過第一供應(yīng)口30將墨供應(yīng)到壓力室13中。以這種方式,因為易于供應(yīng)墨的第一供應(yīng)口30布置在噴射口陣列16的端部附近,所以能夠在同時從多個噴射口11噴墨時減小第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18之間的壓力損失。
此外,在該實施例中,如上所述,因為噴射口陣列16的端部和元件板的端部之間的區(qū)域“a”較小,所以從區(qū)域“a”散發(fā)由墨噴射操作產(chǎn)生的熱量的程度較小。因為區(qū)域“a”較小,所以第一共用供應(yīng)通道17的從第一供應(yīng)口30至噴射口陣列16端部的部分的長度增加,如圖17b所示。類似地,第一共用回收通道18的從第一回收口31至噴射口陣列16端部的部分的長度增加。因此,通過第一共用供應(yīng)通道17的該部分和第一共用回收通道18的該部分的墨容易從液體噴射基板100接收熱量。因此,當(dāng)同時從多個噴射口11噴墨時,存在這樣的趨勢,即,噴射口陣列16端部的溫度高于其它部分的溫度。此外,在墨噴射操作期間在每個墨通道中產(chǎn)生的壓力損失增大,因此噴射口陣列16端部處的壓力變得不均勻。
然而,在該實施例中,如上所述,因為第一供應(yīng)口30布置在噴射口陣列16的兩個端部處,所以將大量墨從布置在噴射口陣列16端部附近的第一供應(yīng)口30供應(yīng)至噴射口陣列16端部附近的噴射口11。結(jié)果,當(dāng)同時從多個噴射口11噴墨時,能夠減小從第一供應(yīng)口30供應(yīng)的高溫墨量,因此能夠減小噴射口陣列16端部的溫升。
具體地,從第一供應(yīng)口30供應(yīng)的墨首先從第一共用供應(yīng)通道17流入到供應(yīng)通道14中,如圖17b中的箭頭b1所示。繼而,墨如箭頭b2所示通過壓力室13和位于噴射口陣列16端部處的回收通道15,并且如箭頭b3所示通過第一共用回收通道18從第一回收口31流出。
以這種方式,在該實施例中,因為第一供應(yīng)口30布置在噴射口陣列16的兩個端部處,所以能夠抑制墨循環(huán)流量和壓力變化并且能夠?qū)⒋蛴☆^內(nèi)部的溫度分布抑制為較小。因此,能夠通過抑制因從噴射口11蒸發(fā)墨水分而導(dǎo)致的墨噴射速度降低、墨顏色濃度變化以及導(dǎo)致噴射特性變化而以高精度打印高質(zhì)量的圖像。此外,理想的是該實施例的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18具有圖18b所示的形狀。圖18a是示出了當(dāng)從背面?zhèn)扔^察時液體噴射基板的簡圖,圖18b是示出了沿著圖18a縱向方向的第一共用供應(yīng)通道17的端部和第一共用回收通道18的端部的放大圖。與同一噴射口陣列16連通的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18的沿著縱向方向的兩個端部設(shè)置在圖18b示出的相同位置處。此外,如圖18a所示,在設(shè)置成相互平行且相互相鄰的兩個噴射口陣列16中,在相鄰噴射口陣列16的一側(cè)處的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用供應(yīng)回收通道18和位于相鄰噴射口陣列16的另一側(cè)處的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18具有如下位置關(guān)系。即,與相鄰噴射口陣列16的一側(cè)連通的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18的縱向兩端和與另一側(cè)連通的第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18的兩端彼此傾斜地偏移。
通過具有這種形狀的通道17和18,增寬了通道17和18的兩端部和液體噴射基板100的端部之間的寬度,以在將墨可靠地供應(yīng)到位于噴射口陣列16兩個端部處的噴射口11的同時確保液體噴射基板100的強(qiáng)度。更加具體地,如圖18a所示,可將通道17的右端和液體噴射基板100的右端之間的距離設(shè)定為較長,并且將通道18的左端和液體噴射基板100的左端之間的距離設(shè)定為較長。此外,如圖18b所示,第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18的沿著縱向方向的兩個端部形成為去除角部的形狀。在這個示例的情況中,示出了倒角狀,但是還可以使用倒圓狀。利用這種形狀,能夠當(dāng)由熱量導(dǎo)致產(chǎn)生外力或者應(yīng)變時抑制在第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18的兩端上應(yīng)力集中的可能性,因此抑制了因開裂等而導(dǎo)致液體噴射基板100損壞。
(第五實施例)
圖19和圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的液體噴射單元300的說明圖,將省略與上述實施例相同的描述,而相同的附圖標(biāo)記賦予與上述實施例相同的描述。圖19是示出液體噴射單元300的分解透視圖,圖20是示出了液體噴射單元300的分解俯視圖。
在該實例中,如圖19所示,相對于四個噴射口陣列16(16a、16b、16c和16d)布置三個第一共用供應(yīng)通道17(17a、17b和17c)以及兩個第一共用回收通道18(18a和18b)。如圖20所示,在噴射口陣列16a和16b之間布置有陣列16a和16b共用的回收通道15,并且回收通道15與第一共用回收通道18a連通。此外,在噴射口陣列16b和16c之間布置有陣列16b和16c共用的供應(yīng)通道14,并且供應(yīng)通道14與第一共用供應(yīng)通道17a連通。此外,在噴射口陣列16c和16d之間布置有陣列16c和16d共用的回收通道15,并且回收通道15與第一共用回收通道18b連通。噴射口陣列16a的供應(yīng)通道14與第一共用供應(yīng)通道17a連通,而噴射口陣列16d的供應(yīng)通道14與第一共用供應(yīng)通道17c連通。
以這種方式,一個第一共用供應(yīng)通道17b通過陣列16b和16c共用的供應(yīng)通道14而與噴射口陣列16b的壓力室13連通。此外,一個供應(yīng)回收通道18a通過陣列16a和16b共用的回收通道15而與噴射口陣列16a和16b的壓力室13連通。類似地,一個第一共用回收通道18b通過陣列16c和16d共用的回收通道15而與噴射口陣列16c和16d的壓力室13連通。
根據(jù)該實施例,除了上述實施例的效果以外,還能夠獲得以下效果。
即,因為兩個相鄰噴射口陣列共享第一共用供應(yīng)通道17和第一共用回收通道18,所以能夠減少墨通道之間分隔壁的數(shù)量和墨通道的數(shù)量。因此,噴射口陣列16之間的間隙能夠縮窄,并且能夠增大墨通道之間的寬度。結(jié)果,能夠進(jìn)一步抑制每個壓力室13的墨循環(huán)流量變化和壓力變化。然后,較之上述實施例更密集地布置噴射口陣列16,使得能夠減小基板和打印頭的尺寸。此外,在噴射口陣列16的布置密度相同的情況中,進(jìn)一步抑制了每個壓力室13的墨循環(huán)流量變化和壓力變化,而且能夠減小第一供應(yīng)口30的數(shù)量和第一回收口31的數(shù)量。因此,能夠簡化基板的墨通道的結(jié)構(gòu)。
(第六實施例)
圖21至圖23是示出了根據(jù)本發(fā)明第六實施例的液體噴射單元300的說明圖,將省略與上述實施例相同的描述,而相同的附圖標(biāo)記賦予與上述實施例相同的描述。圖21是示出了液體噴射單元300的分解透視圖,并且圖22是示出了液體噴射單元300的分解俯視圖。
在該實施例中,具有用于第一墨的噴射口51的噴射口陣列和具有用于第二墨的噴射口61的噴射口陣列形成到一個基板中,以噴射不同顏色的墨或者多種種類的墨。第二通道層23設(shè)置有用于第一墨的第一共用供應(yīng)通道52、用于第二墨的第一共用供應(yīng)通道62、用于第一墨的第一共用回收通道53和用于第二墨的第一共用回收通道63。第三通道層24設(shè)置有用于第一墨的供應(yīng)口54、用于第二墨的供應(yīng)口64、用于第一墨的回收口55和用于第二墨的回收口65。第四通道層25設(shè)置有用于第一墨的第二共用供應(yīng)通道56、用于第二墨的第二共用供應(yīng)通道66、用于第一墨的第三共用回收通道57和用于第二墨的第三共用回收通道67。第五通道層26設(shè)置有用于第一墨的第二供應(yīng)口58、用于第二墨的第二供應(yīng)口68、用于第一墨的第二回收口59以及用于第二墨的第二回收口69。第六通道層27設(shè)置有用于第一墨的第三共用供應(yīng)通道70、用于第二墨的第三共用供應(yīng)通道80、用于第一墨的第三共用回收通道71和用于第二墨的第三共用回收通道81。
與第一實施例類似,第一和第二墨分別從第三共用供應(yīng)通道70和80供應(yīng),通過相應(yīng)的壓力室13,然后從第三共用回收通道71和81流出。
與第五實施例類似,一個第一共用供應(yīng)通道可以與兩個噴射口陣列的壓力室連通。類似地,一個第一共用回收通道可以與兩個噴射口陣列的壓力室連通。此外,第六通道層27的沿著第二方向的寬度可以設(shè)定為大于第一通道層22的沿著第二方向的寬度。
以這種方式,即使在用于多種顏色墨或者多種種類墨的打印頭中,也能夠在不增寬第一共用供應(yīng)通道的寬度和第一共用回收通道的寬度的同時抑制每個壓力室中的墨循環(huán)流量變化和壓力變化。因此,能夠通過抑制因從噴射口蒸發(fā)墨中水分而導(dǎo)致的墨噴射速度降低以及墨顏色濃度變化而以高精度打印高質(zhì)量圖像。
(通道52和53以及通道62和63之間的布置關(guān)系)
理想的是以如下方式設(shè)置用于第一墨的第一共用供應(yīng)通道52和第一共用回收通道53以及用于第二墨的第一共用供應(yīng)通道62和第一共用回收通道63之間的布置關(guān)系。
即,如圖23所示,用于第一墨的噴射口陣列16(1)和用于第二墨的噴射口陣列16(2)之間的第一共用回收通道53和第一共用供應(yīng)通道62之間的梁寬度w4設(shè)定為大于梁寬度w1。當(dāng)梁寬度w4設(shè)定為較大時,能夠抑制第一共用回收通道53和第一共用供應(yīng)通道62之間的墨泄漏,使得墨顏色不會相互混合。梁寬度w3和梁寬度w4可以彼此相等或者不同。特別地,在用于相同墨的通道之間的梁寬度w3設(shè)定成小于用于不同墨的通道之間的梁寬度w4的情況中,減小了用于墨流動的通道的壓力損失,因此能夠提高墨噴射特性。以這種方式,因為抑制了墨循環(huán)流動的逆流,所以能夠抑制墨顏色相互混合,同時保持第一共用供應(yīng)通道17內(nèi)部的壓力處于負(fù)壓。
(液體噴射頭的構(gòu)造示例)
圖24a至圖24e是示出了具有不同噴墨打印頭的構(gòu)造示例的透視圖,噴墨打印頭作為本發(fā)明的液體噴射頭。
圖24a的打印頭包括一個液體噴射基板100,并且支撐部件400和液體噴射基板100順序布置在第一通道部件500上。在所謂的串掃描型噴墨打印設(shè)備中使用該打印頭。該打印設(shè)備通過重復(fù)在使打印頭沿著由箭頭x表示的主掃描方向移動的同時從噴射口噴墨的打印操作和沿著由箭頭y表示的副掃描方向傳送打印介質(zhì)的傳送操作而在打印介質(zhì)上打印圖像,副掃描方向與主掃描方向交叉(在這個示例中正交)。主掃描方向是與噴射口陣列16所延伸的第一方向交叉(在這個示例中正交)的方向。
圖24b和24c的打印頭是細(xì)長行式打印頭,其中,多個液體噴射基板100布置成之字狀。在圖24b的構(gòu)造中,第一通道部件500布置成由多個液體噴射基板100共用。在圖24c的構(gòu)造中,每一個液體噴射基板100單獨地布置有第一通道部件500。第一通道部件500布置在第二通道部件600上。在所謂的全行式噴墨打印設(shè)備中使用這種打印頭。該種打印設(shè)備通過在沿著由箭頭y表示的方向連續(xù)傳送打印介質(zhì)的同時在固定位置處從打印頭噴墨而在打印介質(zhì)上連續(xù)打印圖像,由箭頭y表示的方向與噴射口陣列16所延伸的第一方向交叉(在本示例中正交)。
圖24d和24e的打印頭是細(xì)長行式打印頭并且在所謂的全行式噴墨打印設(shè)備中使用,其中,液體噴射基板100布置成一列形狀。在圖24d的構(gòu)造中,第一通道部件500布置成由多個液體噴射基板100共用。在圖24e的構(gòu)造中,每一個液體噴射基板100單獨地布置有第一通道部件500。第一通道部件500布置在第二通道部件600上。理想的是這種打印頭的液體噴射基板100形成為第四實施例的形狀。
在這樣的各種打印頭中,通過如上所述產(chǎn)生墨循環(huán)流動,能夠在抑制從噴射口蒸發(fā)墨中的水分而導(dǎo)致的墨噴射速度降低以及墨顏色濃度變化的同時以高精度打印高質(zhì)量圖像。
(液體噴射設(shè)備的構(gòu)造示例)
圖25a至圖25c是示出了具有不同噴墨打印設(shè)備的構(gòu)造示例的簡圖,噴墨打印設(shè)備采用了本發(fā)明的液體噴射設(shè)備。
圖25a的噴墨打印設(shè)備是串掃描型打印設(shè)備,其使用具有圖24a構(gòu)造的打印頭作為打印頭43??蚣?7由多個具有預(yù)定剛度的板狀金屬部件形成且構(gòu)成打印設(shè)備的框架。進(jìn)給單元41、傳送單元42和配備有打印頭43且能夠沿著由箭頭x表示的主掃描方向移動的滑架46組裝到框架47中。主掃描方向是與打印頭43中噴射口陣列的延伸方向交叉的方向(在本示例中正交)。進(jìn)給單元41將片材狀打印介質(zhì)(未示出)自動進(jìn)給到打印設(shè)備中,并且傳送單元42沿著由箭頭y表示的副掃描方向傳送由進(jìn)給單元41逐一進(jìn)給的打印介質(zhì)。副掃描方向是與主掃描方向交叉(在本示例中正交)的方向。這種打印設(shè)備通過重復(fù)在使打印頭43沿著主掃描方向連同滑架46一起移動的同時從打印頭43的噴射口噴墨的打印操作以及沿著副掃描方向傳送打印介質(zhì)的傳送操作而在打印介質(zhì)上打印圖像。從墨罐(未示出)將墨供應(yīng)至打印頭43。
圖25b的噴墨打印設(shè)備是全行式打印設(shè)備,其使用圖24b、24c和24d以及24e中描述的細(xì)長打印頭120并且包括傳送機(jī)構(gòu)202,傳送機(jī)構(gòu)202沿著由箭頭y表示的方向連續(xù)傳送片材(打印介質(zhì))201。作為傳送機(jī)構(gòu)202,替代本示例使用傳送帶的結(jié)構(gòu),可以使用采用傳送輥等的結(jié)構(gòu)。在這個示例中,噴射黃色(y)墨、品紅色(m)墨、青色(c)墨和黑色(bk)墨的四個打印頭120y、120m、120c和120b設(shè)置作為打印頭120。將相應(yīng)墨供應(yīng)到打印頭(120y、120m、120c、120b)。當(dāng)在沿著由箭頭y表示的方向連續(xù)傳送片材201的同時在固定位置處從打印頭120噴墨時,能夠在片材201上連續(xù)打印彩色圖像。
圖25c是示出了用于打印頭43和120的墨供應(yīng)系統(tǒng)的說明圖。第一墨罐44內(nèi)部的墨被供應(yīng)到打印頭43或者120的第三共用供應(yīng)通道36,通過壓力室13,并且從第三共用回收通道37回收到第二墨罐45中。作為在打印頭43或者120內(nèi)部產(chǎn)生墨循環(huán)流動的方法,例如,已知的一種方法是采用第一墨罐44和第二墨罐45之間的水頭差。替代地,已知的一種方法是通過控制第一墨罐44內(nèi)部的壓力和第二墨罐45內(nèi)部的壓力在第一墨罐44和第二墨罐45之間產(chǎn)生壓差。而且,已知通過使用泵等產(chǎn)生墨循環(huán)流動的方法。墨供應(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)造和產(chǎn)生墨循環(huán)流動的方法并不局限于本示例,可以任意設(shè)定。具體的構(gòu)造和方法不重要,只要構(gòu)造的壓差產(chǎn)生器能夠產(chǎn)生墨在壓力室內(nèi)部循環(huán)所需的壓差即可。
在這種打印設(shè)備中,通過在打印頭中產(chǎn)生墨循環(huán)流動,能夠在抑制從噴射口蒸發(fā)墨中的水分而導(dǎo)致的墨噴射速度降低以及墨顏色濃度變化的同時以高精度打印高質(zhì)量圖像。
(第一應(yīng)用例)
圖26至圖38是示出了能夠應(yīng)用本發(fā)明的第一應(yīng)用例的簡圖。
(對噴墨打印設(shè)備的描述)
圖26是示出了本發(fā)明中噴射液體的液體噴射設(shè)備特別是通過噴墨打印圖像的噴墨打印設(shè)備(在下文中稱作打印設(shè)備)1000的示意性構(gòu)造的簡圖。打印設(shè)備1000包括:傳送單元1,傳送單元1傳送打印介質(zhì)2;和行式(寬幅型)液體噴射頭3,液體噴射頭3布置成基本正交于打印介質(zhì)2的傳送方向。然后,打印設(shè)備1000是行式打印設(shè)備,通過在連續(xù)或者間歇傳送打印介質(zhì)2的同時將墨噴射到相對移動的打印介質(zhì)2上而在一次通過時連續(xù)打印圖像。液體噴射頭3包括:負(fù)壓控制單元230,負(fù)壓控制單元230控制循環(huán)路徑內(nèi)部的壓力(負(fù)壓);液體供應(yīng)單元220,液體供應(yīng)單元220與負(fù)壓控制單元230連通;液體連接部111,液體連接部111作為液體供應(yīng)單元220的墨供應(yīng)口和墨排放口;和殼體380。打印介質(zhì)2并不局限于裁切紙,也可以是連續(xù)卷介質(zhì)。液體噴射頭3能夠用青色墨c、品紅色墨m、黃色墨y以及黑色墨k打印全彩圖像,并且流體連通地連接到液體供應(yīng)部件、主罐和緩沖罐(見下文描述的圖27),它們作為將液體供應(yīng)到液體噴射頭3的供應(yīng)路徑。此外,控制單元電連接到液體噴射頭3,以向液體噴射頭3供應(yīng)電力并且傳遞噴射控制信號。將在下文描述液體噴射頭3中的液體路徑和電信號路徑。
打印設(shè)備1000是噴墨打印設(shè)備,使得諸如墨的液體在下文描述的罐和液體噴射頭3之間循環(huán)。循環(huán)型式包括第一循環(huán)型式和第二循環(huán)型式,在第一循環(huán)型式中,通過啟動液體噴射頭3下游側(cè)處的兩個循環(huán)泵(高壓泵和低壓泵)來使得液體循環(huán),在第二循環(huán)型式中,通過啟動液體噴射頭3上游側(cè)處的兩個循環(huán)泵(高壓泵和低壓泵)來使得液體循環(huán)。在下文中,將描述循環(huán)的第一循環(huán)型式和第二循環(huán)型式。
(對第一循環(huán)型式的描述)
圖27是示出了適用于應(yīng)用例打印設(shè)備1000的循環(huán)路徑中第一循環(huán)型式的示意圖。液體噴射頭3流體連通地連接到第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001、第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002以及緩沖罐1003。此外,在圖27中,為了簡化描述,示出了青色c、品紅色m、黃色y以及黑色k中一種顏色的墨流經(jīng)的路徑。然而,實際上,在液體噴射頭3和打印設(shè)備主體中設(shè)置了四種顏色墨的循環(huán)路徑。
在第一循環(huán)型式中,通過補(bǔ)充泵1005把主罐1006內(nèi)部的墨供應(yīng)到緩沖罐1003中,然后通過第二循環(huán)泵1004使其經(jīng)由液體連接部111供應(yīng)到液體噴射頭3的液體供應(yīng)單元220。繼而,通過連接到液體供應(yīng)單元220的負(fù)壓控制單元230而調(diào)節(jié)成兩個不同負(fù)壓(高壓和低壓)的墨被分到具有高壓和低壓的兩條通道中循環(huán)。液體噴射頭3內(nèi)部的墨通過液體噴射頭3下游側(cè)處第一循環(huán)泵1001(高壓側(cè))的作用和第一循環(huán)泵1002(低壓側(cè))的作用而在液體噴射頭中循環(huán),通過液體連接部111從液體噴射頭3排放出,并且返回到緩沖罐1003。
作為副罐的緩沖罐1003連接到主罐1006,并且包括使得罐1003的內(nèi)部與外部連通的大氣連通口(未示出),因此能夠?qū)⒛械臍馀菖欧诺酵獠俊Qa(bǔ)充泵1005設(shè)置在緩沖罐1003和主罐1006之間。在打印操作中以及在抽吸恢復(fù)操作中,在因從液體噴射頭3的噴射口噴墨(墨排放)而消耗墨之后,補(bǔ)充泵1005將墨從主罐1006輸出到緩沖罐1003。
兩個第一循環(huán)泵1001和1002從液體噴射頭3的液體連接部111抽吸液體,使得液體流至緩沖罐1003。作為第一循環(huán)泵,具有定量液體輸送能力的容積泵是理想的。具體地,可例舉的有管泵、齒輪泵、隔膜泵和注射泵。然而,例如,通用恒流量閥或者通用泄壓閥可以布置在泵的出口處,以確保預(yù)定流量。當(dāng)驅(qū)動液體噴射頭3時,操作第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001和第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002,使得墨以預(yù)定流量流過共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212。因為墨以這種方式流動,所以在打印操作期間液體噴射頭3的溫度保持為最優(yōu)溫度。在驅(qū)動液體噴射頭3時的預(yù)定流量理想地設(shè)定成等于或者高于液體噴射頭3內(nèi)部打印元件板10之間溫度差不會影響打印質(zhì)量時的流量。首先,當(dāng)設(shè)定了過高流量時,打印元件板10之間的負(fù)壓差會因液體噴射單元300內(nèi)部通道的壓力損失的影響而升高,因此導(dǎo)致產(chǎn)生圖像密度不均勻。因此,理想的是考慮打印元件板10之間的溫度差和負(fù)壓差來設(shè)定流量。
負(fù)壓控制單元230設(shè)置在第二循環(huán)泵1004和液體噴射單元300之間的路徑中。操作負(fù)壓控制單元230,以便即使循環(huán)系統(tǒng)中墨流量因每單位面積墨噴射量的差異而變化時,也保持負(fù)壓控制單元230的下游側(cè)處的壓力(即,液體噴射單元300附近的壓力)處于預(yù)定壓力。作為構(gòu)成負(fù)壓控制單元230的兩個負(fù)壓控制機(jī)構(gòu),可以使用任何機(jī)構(gòu),只要負(fù)壓控制單元230下游側(cè)處的壓力能夠被控制在以所需設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的預(yù)定范圍以下即可。作為示例,可采用諸如所謂的“減壓調(diào)節(jié)器”機(jī)構(gòu)。在該應(yīng)用例的循環(huán)通道中,通過第二循環(huán)泵1004經(jīng)由液體供應(yīng)單元220為負(fù)壓控制單元230的上游側(cè)增壓。利用這種構(gòu)造,因為能夠抑制緩沖罐1003相對于液體噴射頭3的水頭壓力的影響,所以能夠拓寬打印設(shè)備1000的緩沖罐1003的布置自由度。
作為第二循環(huán)泵1004,可使用渦輪泵或者容積泵,只要預(yù)定水頭壓力以上的壓力可處于當(dāng)驅(qū)動液體噴射頭3時使用的墨循環(huán)流量范圍內(nèi)即可。具體地,可使用隔膜泵。此外,例如,替代第二循環(huán)泵1004,還可使用布置成相對于負(fù)壓控制單元230具有一定水頭差的水頭罐。如圖27所示,負(fù)壓控制單元230包括兩個負(fù)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),兩個負(fù)壓調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)分別具有不同的控制壓力。在兩個負(fù)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中,相對高壓側(cè)(由圖27中的“h”表示)和相對低壓側(cè)(用圖27中的“l(fā)”表示)經(jīng)由液體供應(yīng)單元220分別連接到液體噴射單元300內(nèi)部的共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212。液體噴射單元300設(shè)置有與打印元件板連通的共用供應(yīng)通道211、共用回收通道212和單用通道215(單用供應(yīng)通道213和單用回收通道214)。負(fù)壓控制機(jī)構(gòu)h連接到共用供應(yīng)通道211,負(fù)壓控制機(jī)構(gòu)l連接到共用回收通道212,并且在兩條共用通道211和212之間形成壓差。然后,因為單用通道215與共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212連通,所以產(chǎn)生了流動(由圖27中箭頭方向表示的流動),其中,液體的一部分從共用供應(yīng)通道211經(jīng)由形成在打印元件板10內(nèi)部的通道流至共用回收通道212。
以這種方式,液體噴射單元300具有這樣的流動,其中,液體的一部分在流動通過共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212的同時流過打印元件板10。因此,由打印元件板10產(chǎn)生的熱量能夠通過流經(jīng)共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212的墨而排放到打印元件板10的外部。利用這種構(gòu)造,即使在液體噴射頭3打印圖像時不噴射液體的壓力室或者噴射口中也能夠產(chǎn)生墨的流動。因此,能夠抑制墨變稠,使得減小在噴射口內(nèi)部變稠的墨的粘度。此外,變稠的墨或者墨中的異物能夠被排放向共用回收通道212。因此,該應(yīng)用例的液體噴射頭3能夠高速打印高質(zhì)量圖像。
(對第二循環(huán)型式的描述)
圖28是示出了第二循環(huán)型式的示意圖,第二循環(huán)型式與第一循環(huán)型式的不同之處在于適用于應(yīng)用例打印設(shè)備的循環(huán)路徑。與第一循環(huán)型式的主要區(qū)別是:構(gòu)成負(fù)壓控制單元230的兩個負(fù)壓控制機(jī)構(gòu)皆將負(fù)壓控制單元230上游側(cè)處的壓力控制在以理想設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的預(yù)定范圍內(nèi)。此外,與第一循環(huán)型式的另一區(qū)別是:第二循環(huán)泵1004作為負(fù)壓源,用于減小負(fù)壓控制單元230下游側(cè)處的壓力。此外,另一區(qū)別是:第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001和第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002布置在液體噴射頭3的上游側(cè),而負(fù)壓控制單元230布置在液體噴射頭3的下游側(cè)處。
在第二循環(huán)型式中,主罐1006內(nèi)部的墨被補(bǔ)充泵1005供應(yīng)到緩沖罐1003。繼而,墨被分到兩條通道中,并且通過設(shè)置在液體噴射頭3中的負(fù)壓控制單元230的作用而在高壓側(cè)和低壓側(cè)處的兩條通道中循環(huán)。通過第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001和第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002的作用將分到高壓側(cè)和低壓側(cè)處兩條通道中的墨經(jīng)由液體連接部111供應(yīng)到液體噴射頭3。繼而,通過負(fù)壓控制單元230和液體連接部111從液體噴射頭3排放因第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001和第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002的作用在液體噴射頭內(nèi)部循環(huán)的墨。第二循環(huán)泵1004使得排放的墨返回到緩沖罐1003。
在第二循環(huán)型式中,即使在因每單位面積噴射量變化而導(dǎo)致流量變化時,負(fù)壓控制單元230也能使得負(fù)壓控制單元230上游側(cè)(即,液體噴射單元300側(cè))處的壓力變化穩(wěn)定在以預(yù)定壓力為基準(zhǔn)的預(yù)定范圍內(nèi)。在應(yīng)用例的循環(huán)通道中,通過第二循環(huán)泵1004經(jīng)由液體供應(yīng)單元220來使負(fù)壓控制單元230的下游側(cè)增壓。利用這種構(gòu)造,因為能夠抑制緩沖罐1003相對于液體噴射頭3的水頭壓力的影響,所以緩沖罐1003在打印設(shè)備1000中的布置能夠具有多種選擇。替代第二循環(huán)泵1004,例如,也可使用布置成相對于負(fù)壓控制單元230具有預(yù)定水頭差的水頭罐。與第一循環(huán)型式類似,在第二循環(huán)型式中負(fù)壓控制單元230包括兩個負(fù)壓控制機(jī)構(gòu),兩個負(fù)壓控制機(jī)構(gòu)分別具有不同的控制壓力。在兩個負(fù)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中,高壓側(cè)(由圖28中的“h”表示)和低壓側(cè)(由圖28中的“l(fā)”表示)經(jīng)由液體供應(yīng)單元220分別連接到液體噴射單元300內(nèi)部的共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212。當(dāng)由兩個負(fù)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將共用供應(yīng)通道211的壓力設(shè)定成高于共用回收通道212的壓力時,形成了經(jīng)由單用通道215和形成在打印元件板10內(nèi)部的通道從共用供應(yīng)通道211至共用回收通道212的液體流動。
在該第二循環(huán)型式中,能夠在液體噴射單元300內(nèi)部獲得與第一循環(huán)型式的液體流動相同的液體流動,但是具有不同于第一循環(huán)型式的液體流動的兩個優(yōu)點。作為第一優(yōu)點,在第二循環(huán)型式中,因為負(fù)壓控制單元230布置在液體噴射頭3的下游側(cè)處,所以不用太擔(dān)心異物或者由負(fù)壓控制單元230產(chǎn)生的廢物流入到液體噴射頭3中。作為第二優(yōu)點,在第二循環(huán)型式中,液體從緩沖罐1003供應(yīng)至液體噴射頭3所需流量的最大值小于第一循環(huán)型式的流量最大值。原因如下。
在打印待命狀態(tài)的循環(huán)情況中,共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212的流量總和設(shè)定為流量a。將流量a的值定義為調(diào)節(jié)打印待命狀態(tài)中液體噴射頭3溫度使得液體噴射單元300內(nèi)部溫度差處于所需范圍內(nèi)所需的最小流量。此外,當(dāng)從液體噴射單元300的所有噴射口噴墨(全噴射狀態(tài))時獲得的噴射流量定義為流量f(每個噴射口的噴射量×每單位時間的噴射頻率×噴射口的數(shù)量)。
圖29是示出了第一循環(huán)型式和第二循環(huán)型式之間的流入到液體噴射頭3的墨流入量之差的示意圖。圖29(a)示出了第一循環(huán)型式中的待命狀態(tài),而圖29(b)示出了第一循環(huán)型式中的全噴射狀態(tài)。圖29(c)至(f)示出了第二循環(huán)型式。在此,圖29(c)和(d)示出了流量f低于流量a的情況,而圖29(e)和(f)示出了流量f高于流量a的情況。以這種方式,示出了待命狀態(tài)中的流量和全噴射狀態(tài)的流量。
在第一循環(huán)型式中(圖29中(a)和(b)),各自具有定量液體輸送能力的第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002布置在液體噴射頭3的下游側(cè)處,第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002的總流量變?yōu)榱髁縜。憑借流量a,能夠管理待命狀態(tài)中液體噴射單元300內(nèi)部的溫度。然后,在液體噴射頭3的全噴射狀態(tài)中,第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002的總流量變?yōu)榱髁縜。然而,通過由液體噴射頭3的噴射產(chǎn)生的負(fù)壓作用,全噴射消耗的流量f加流量a為總流量,獲得了供應(yīng)到液體噴射頭3的液體最大流量。因此,供應(yīng)到液體噴射頭3的供應(yīng)量最大值滿足{(流量a)+(流量f)}的關(guān)系,原因在于流量f加流量a(圖29(b))。
另一方面,在第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002布置在液體噴射頭3上游側(cè)處的第二循環(huán)型式(圖29(c)和圖29(d))的情況中,與第一循環(huán)型式類似,打印待命狀態(tài)所需的供應(yīng)到液體噴射頭3的供應(yīng)量變?yōu)榱髁縜。因此,當(dāng)在第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002布置在液體噴射頭3上游側(cè)處的第二循環(huán)型式中流量a高于流量f(圖29(c)和圖29(d))時,即使在全噴射狀態(tài)中供應(yīng)到液體噴射頭3的供應(yīng)量也充分變?yōu)榱髁縜。此時,液體噴射頭3的排放流量滿足{(流量a)-(流量f)}的關(guān)系(圖29(d))。然而,當(dāng)流量f高于流量a時(圖29(e)和圖29(f))時,在全噴射狀態(tài)中供應(yīng)到液體噴射頭3的液體流量變?yōu)榱髁縜時流量變得不充分。因此,當(dāng)流量f高于流量a時,供應(yīng)到液體噴射頭3的供應(yīng)量需要設(shè)定成流量f。此時,因為在全噴射狀態(tài)中由液體噴射頭3消耗了流量f,所以從液體噴射頭3排放的液體流量幾乎變?yōu)榱?圖29(f))。此外,如果當(dāng)流量f高于流量a時噴射液體但不是以全噴射狀態(tài)噴射液體,則從液體噴射頭3排放的液體是由噴射流量f所消耗的量而減少的液體。此外,當(dāng)流量a和流量f相等時,流量a(或者流量f)被供應(yīng)到液體噴射頭3,并且由液體噴射頭3消耗流量f。因此,從液體噴射頭3排放的流量幾乎變?yōu)榱恪?/p>
以這種方式,在第二循環(huán)型式的情況中,針對第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002所設(shè)定流量的總值,即供應(yīng)流量所需的最大值,變?yōu)榱髁縜和流量f中的大值。因此,只要使用具有相同構(gòu)造的液體噴射單元300,第二循環(huán)型式所需供應(yīng)量的最大值(流量a或者流量f)就變得小于第一循環(huán)型式所需供應(yīng)流量的最大值{(流量a)+(流量f)}。
因此,在第二循環(huán)型式的情況中,增加了可用循環(huán)泵的自由度。例如,能夠使用具有簡單構(gòu)造和低成本的循環(huán)泵,或者能夠減小設(shè)置在主體側(cè)路徑中的冷卻器(未示出)的負(fù)荷。因此,優(yōu)點是能夠減小打印設(shè)備的成本。這個優(yōu)點在具有流量a或者流量f相對大值的行式打印頭中尤為突出。因此,在行式打印頭中具有長縱向長度的行式打印頭是有利的。
另一方面,第一循環(huán)型式比第二循環(huán)型式更有利。即,在第二循環(huán)型式中,因為在打印待命狀態(tài)中流經(jīng)液體噴射單元300的液體流量變得最大,所以隨著每單位圖像面積的噴射量變得越小(在下文中,還稱作低占空比圖像)而將更高的負(fù)壓施加到噴射口。因此,當(dāng)通道寬度窄并且負(fù)壓高時,在易于出現(xiàn)不均勻的低占空比圖像中將高負(fù)壓施加到噴射口。因此,擔(dān)心隨著與墨主滴一同噴射的所謂衛(wèi)星滴的數(shù)量增加而降低打印質(zhì)量。
另一方面,在第一循環(huán)型式的情況中,因為當(dāng)形成具有每單位面積大噴射量的圖像(在下文中還稱作高占空比圖像)時將高負(fù)壓施加到噴射口,所以優(yōu)點是即使產(chǎn)生了很多衛(wèi)星滴,衛(wèi)星滴對圖像的影響也較小??煽紤]液體噴射頭和打印設(shè)備主體的規(guī)格(噴射流量f、最小循環(huán)流量a和打印頭內(nèi)部的通道阻力)來理想地選擇兩種循環(huán)型式。
(對第三循環(huán)型式的描述)
圖48是示出了第三循環(huán)型式的示意圖,第三循環(huán)型式是在該實施例打印設(shè)備中所用循環(huán)路徑中的一個。將省略描述與第一和第二循環(huán)路徑相同的功能和構(gòu)造,僅僅描述區(qū)別。
在該循環(huán)路徑中,將液體從三個位置供應(yīng)到液體噴射頭3中,這三個位置包括液體噴射頭3中央部的兩個位置和液體噴射頭3的一個端部側(cè)。由共用回收通道212回收從共用供應(yīng)通道211流至每個壓力室23的液體,并且將液體從液體噴射頭3另一端部處的回收口回收到外部。單用通道215與共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212連通,并且,打印元件板10和布置在打印元件板10內(nèi)部的壓力室23設(shè)置在單用通道215的路徑中。因此,從第一循環(huán)泵1002流來的液體的一部分在通過打印元件板10的壓力室23的同時從共用供應(yīng)通道211流至共用回收通道212(見圖48的箭頭)。這是因為在連接到共用供應(yīng)通道211的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)h和連接到共用回收通道212的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)l之間產(chǎn)生了壓差,并且第一循環(huán)泵1002僅僅連接到共用回收通道212。
以這種方式,在液體噴射單元300中,產(chǎn)生了通過共用回收通道212的液體流動和在通過每塊打印元件板10內(nèi)部的壓力室23的同時從共用供應(yīng)通道211流至共用回收通道212的液體流動。因此,由每塊打印元件板10產(chǎn)生的熱量能夠通過從共用供應(yīng)通道211流至共用回收通道212的流動被排放到打印元件板10的外部,同時抑制了壓力損失。此外,根據(jù)該循環(huán)路徑,能夠較之第一和第二循環(huán)路徑減小作為液體運(yùn)送單元的泵的數(shù)量。
(對液體噴射頭構(gòu)造的描述)
將描述根據(jù)第一應(yīng)用例的液體噴射頭3的構(gòu)造。圖30a和圖30b是示出了根據(jù)該應(yīng)用例的液體噴射頭3的透視圖。液體噴射頭3是行式液體噴射頭,其中,串列(直列布置)布置有十五塊能夠噴射青c、品紅m、黃色y和黑色k四種顏色墨的打印元件板10。如圖30a所示,液體噴射頭3包括:打印元件板310;信號輸入端子91以及電力供應(yīng)端子92。端子91和92通過柔性電路板40和電配線板90電連接到打印元件板310。信號輸入端子91和電力供應(yīng)端子92電連接到打印設(shè)備1000的控制單元,使得噴射所需的噴射驅(qū)動信號和電力被供應(yīng)到打印元件板310。當(dāng)由電配線板90內(nèi)部的電路把配線集成起來時,較之打印元件板310的數(shù)量能夠減少信號輸入端子91和電力供應(yīng)端子92的數(shù)量。因此,當(dāng)將液體噴射頭3組裝到打印設(shè)備1000或者更換液體噴射頭時減少了需分離的電連接部件的數(shù)量。如圖30b所示,設(shè)置在液體噴射頭3兩端處的液體連接部111連接到打印設(shè)備1000的液體供應(yīng)系統(tǒng)。因此,將包括青色c、品紅色m、黃色y和黑色k四種顏色的墨從打印設(shè)備1000的供應(yīng)系統(tǒng)供應(yīng)至液體噴射頭3,并且由打印設(shè)備1000的供應(yīng)系統(tǒng)回收通過液體噴射頭3的墨。以這種方式,不同顏色的墨能夠循環(huán)通過打印設(shè)備1000的路徑和液體噴射頭3的路徑。
圖31是示出了液體噴射頭3的構(gòu)成部件或者單元的分解透視圖。液體噴射單元300、液體供應(yīng)單元220和電配線板90安裝到殼體380中。液體連接部111(見圖28)設(shè)置在液體供應(yīng)單元220中。而且,為了移除供應(yīng)墨中的異物,針對不同顏色墨的過濾器221(見圖27和圖28)設(shè)置在液體供應(yīng)單元220內(nèi)部,同時過濾器221與液體連接部111的開口連通。兩個液體供應(yīng)單元220分別設(shè)置有對應(yīng)于兩種顏色墨的過濾器221。在如圖27所示的第一循環(huán)型式中,通過過濾器221的液體被供應(yīng)到布置在對應(yīng)于每種顏色墨的液體供應(yīng)單元220上的負(fù)壓控制單元230。負(fù)壓控制單元230是這樣的單元,其包括對應(yīng)于不同顏色墨的負(fù)壓控制閥。憑借設(shè)置在其中的彈簧部件或者閥的功能,大幅降低了因液體流量變化導(dǎo)致的打印設(shè)備1000的供應(yīng)系統(tǒng)(位于液體噴射頭3上游側(cè)處的供應(yīng)系統(tǒng))內(nèi)部的壓力損失變化。因此,負(fù)壓控制單元230能夠使得負(fù)壓控制單元下游側(cè)(液體噴射單元300側(cè))處的負(fù)壓變化穩(wěn)定在預(yù)定范圍內(nèi)。如圖27所示,對應(yīng)于每種顏色墨的兩個負(fù)壓控制閥設(shè)在負(fù)壓控制單元230內(nèi)部。兩個負(fù)壓控制閥分別設(shè)定到不同的控制壓力。在此,兩個負(fù)壓控制閥中的高壓側(cè)通過液體供應(yīng)單元220而與液體噴射單元300內(nèi)部的共用供應(yīng)通道211(見圖27)連通,而兩個負(fù)壓控制閥中的低壓側(cè)通過液體供應(yīng)單元220而與共用回收通道212連通(見圖27)。
殼體380包括液體噴射單元支撐部381和電配線板支撐部82,并且在支撐液體噴射單元300和電配線板90的同時確保液體噴射頭3的剛性。電配線板支撐部82用于支撐電配線板90,并且由螺絲固定到液體噴射單元支撐部381。液體噴射單元支撐部381用于校正液體噴射單元300的翹曲或者變形,以確保打印元件板310之間的相對位置精度。因此,抑制了打印在介質(zhì)上的圖像的條紋和不均勻性。因此,理想的是液體噴射單元支撐部381具有足夠的剛性。作為材料,諸如sus或者鋁的金屬或者諸如氧化鋁的陶瓷是理想的。液體噴射單元支撐部381設(shè)置有開口83和84,橡膠接頭100插入到開口83和84中。從液體供應(yīng)單元220供應(yīng)的液體通過橡膠接頭100引到構(gòu)成液體噴射單元300的第三通道部件370。
液體噴射單元300包括多個噴射模塊200和一通道部件210,并且蓋部件130安裝到液體噴射單元300中靠近打印介質(zhì)的面。在此,如圖31所示,蓋部件130是具有相框狀表面并且設(shè)置有細(xì)長開口131的部件,并且噴射模塊200中所包括的打印元件板310和密封部件110(見稍后描述的圖35a)從開口131暴露出。開口131的邊框作為罩部件的接觸面,罩部件在打印待命狀態(tài)中覆蓋液體噴射頭3。因此,理想的是通過沿著開口131的周邊施加粘合劑、密封材料和填充材料以填充液體噴射單元300的噴射口面上的不均勻部或者間隙,在蓋住狀態(tài)中形成了封閉空間。
接下來,將描述在液體噴射單元300中所包括的通道部件210的構(gòu)造。如圖31所示,通過把第一通道部件50、第二通道部件60以及第三通道部件370疊層而獲得通道部件210,并且通道部件210把從液體供應(yīng)單元220供應(yīng)的液體分配到噴射模塊200。此外,通道部件210是把從噴射模塊200再循環(huán)的液體返回到液體供應(yīng)單元220的通道部件。通道部件210由螺絲固定到液體噴射單元支撐部381,因此抑制了通道部件210的翹曲或者變形。
圖32(a)至(f)是示出了第一至第三通道部件的正面和背面的簡圖。圖32(a)示出了第一通道部件50的要安裝噴射模塊200的面,圖32(f)示出了第三通道部件370的與液體噴射單元支撐部381接觸的面。第一通道部件50和第二通道部件60彼此接合,使得圖32(b)和(c)中示出的對應(yīng)于通道部件50和60接觸面的部分彼此面對。第二通道部件60和第三通道部件370彼此接合,使得圖32中(d)和(e)中示出的對應(yīng)于通道部件60和370接觸面的部分彼此面對。當(dāng)?shù)诙ǖ啦考?0和第三通道部件370彼此接合時,通過第二和第三通道部件的共用通道槽362和371形成沿著通道部件縱向方向延伸的八條共用通道(211a、211b、211c、211d、212a、212b、212c、212d)。因此,在通道部件210內(nèi)部形成一組共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212,以對應(yīng)于每種顏色墨。墨從共用供應(yīng)通道211供應(yīng)至液體噴射頭3,并且供應(yīng)到液體噴射頭3的墨被共用回收通道212回收。第三通道部件370的連通口72(見圖32(f))與橡膠接頭100的對應(yīng)孔連通,并且流體連通地連接到液體供應(yīng)單元220(見圖31)。第二通道部件60的共用通道槽62的底面設(shè)置有多個連通口361(與共用供應(yīng)通道211連通的連通口361-1和與共用回收通道212連通的連通口361-2)。該連通口361與第一通道部件50的對應(yīng)單用通道槽352中的一個端部連通。第一通道部件50的單用通道槽352的另一端部設(shè)置有連通口351,并且通過連通口351流體連通地連接到噴射模塊200。憑借單用通道槽352,通道能夠密集設(shè)置在通道構(gòu)件的中央側(cè)處。
理想的是,第一至第三通道部件由具有耐液體腐蝕性并且具有低線性膨脹系數(shù)的材料形成。作為材料,例如,可適當(dāng)?shù)厥褂猛ㄟ^將無機(jī)填料(諸如纖維或者細(xì)硅顆粒)添加到基材(諸如氧化鋁、lcp(液晶聚合物)、pps(聚苯硫醚)、psf(聚砜)或者改性ppe(聚苯醚))而獲得的復(fù)合材料(樹脂)。作為形成通道部件210的方法,可以疊層三個通道部件并且將它們粘附到彼此。當(dāng)樹脂復(fù)合材料被選擇作為材料時,可以應(yīng)用使用熔接的接合方法。
圖33是示出了當(dāng)從第一通道部件50上安裝噴射模塊200的面觀察時的局部放大透視圖,示出了圖32(a)的部分α,并且示出了通過將第一通道部件至第三通道部件彼此接合所形成的通道部件210內(nèi)部的通道。共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212形成為使得從兩端的通道起交替布置共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212。在此,將描述通道部件210內(nèi)部的通道之間的連接關(guān)系。
在通道部件210中設(shè)置有沿著液體噴射頭3的縱向方向延伸的共用供應(yīng)通道211(211a、211b、211c、211d)和共用回收通道212(212a、212b、212c、212d),以用于每種顏色的墨。由單用通道槽352所形成的單用供應(yīng)通道213(213a、213b、213c、213d)通過連通口361連接到不同顏色墨的共用供應(yīng)通道211。此外,由單用通道槽352所形成的單用回收通道214(214a、214b、214c、214d)通過連通口361連接到不同顏色墨的共用回收通道212。利用這種通道構(gòu)造,能夠集中地將墨通過單用供應(yīng)通道213從共用供應(yīng)通道211供應(yīng)到位于通道部件中央部處的打印元件板310。此外,能夠通過單用回收通道214將墨從打印元件板310回收到共用回收通道212。
圖34是沿著圖33的線xxxiv-xxxiv獲得的剖視圖。單用回收通道(214a、214c)通過連通口351與噴射模塊200連通。在圖34中僅僅示出了單用回收通道(214a,214c),但是在一不同的剖視圖中,如圖33所示的單用供應(yīng)通道213和噴射模塊200相互連通。在每個噴射模塊200中所包括的支撐部件330和打印元件板310設(shè)置有用于將墨從第一通道部件50供應(yīng)到設(shè)置在打印元件板310中的打印元件315的通道。此外,支撐部件330和打印元件板310設(shè)置有用于將供應(yīng)到打印元件315的液體的一部分或者全部回收(再循環(huán))到第一通道部件50的通道。
在此,每種顏色墨的共用供應(yīng)通道211通過液體供應(yīng)單元220連接到對應(yīng)顏色墨的負(fù)壓控制單元230(高壓側(cè)),而共用回收通道212通過液體供應(yīng)單元220連接到負(fù)壓控制單元230(低壓側(cè))。通過負(fù)壓控制單元230,在共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212之間產(chǎn)生壓差(壓力差)。因此,如圖33和圖34所示,在通道彼此相連的該應(yīng)用例液體噴射頭內(nèi)部以共用供應(yīng)通道211、單用供應(yīng)通道213、打印元件板310、單用回收通道214和共用回收通道212的順序產(chǎn)生每種顏色墨的液體流動。
(對噴射模塊的描述)
圖35a是示出了一個噴射模塊200的透視圖,圖35b是其分解圖。作為制造噴射模塊200的方法,首先,將打印元件板310和柔性電路板40粘合到支撐部件330上,支撐部件330設(shè)置有液體連通口31。繼而,打印元件板310上的端子316和柔性電路板40上的端子341通過引線接合而彼此電連接,并且引線接合部(電連接部)由密封部件110密封。柔性電路板40的在與打印元件板310側(cè)相反的一側(cè)的端子342電連接到電配線板90的連接端子93(見圖6)。因為支撐部件330作為用于支撐打印元件板310和使打印元件板310與通道部件210彼此流體連通的通道部件的支撐體,所以理想的是支撐部件330具有高平坦度并且在接合到打印元件板的情況下具有足夠的高可靠性。作為材料,例如,氧化鋁或者樹脂是理想的。
(對打印元件板結(jié)構(gòu)的描述)
圖36a是示出了在打印元件板310的設(shè)置噴射口313的面的俯視圖,圖36b是圖36a的部分a的放大圖,圖36c是示出了圖36a的背面的俯視圖。在此,將描述應(yīng)用例的打印元件板310的構(gòu)造。如圖36a所示,打印元件板310的噴射口形成部件312設(shè)置有對應(yīng)于不同顏色墨的四個噴射口陣列。此外,噴射口313的噴射口陣列的延伸方向?qū)⒎Q作“噴射口陣列方向”。如圖36b所示,作為用于通過熱能來噴射液體的噴射能量產(chǎn)生元件的打印元件315布置在對應(yīng)于每個噴射口313的位置處。設(shè)置打印元件315的壓力室323由分隔壁322限定。打印元件315通過設(shè)置在打印元件板310中的電導(dǎo)線(未示出)電連接到端子316。然后,根據(jù)經(jīng)由電配線板90(見圖31)和柔性電路板40(見圖35b)從打印設(shè)備1000的控制電路輸入的脈沖信號,打印元件315使得液體加熱沸騰。通過沸騰產(chǎn)生的發(fā)泡力從噴射口313噴射液體。如圖36b所示,液體供應(yīng)路徑318沿著每個噴射口陣列在一側(cè)上延伸,而液體回收路徑319沿著噴射口陣列在另一側(cè)上延伸。液體供應(yīng)路徑318和液體回收路徑319是沿著設(shè)置在打印元件板310中的噴射口陣列方向延伸并且通過供應(yīng)口317a和回收口317b與噴射口313連通的通道。
如圖36c所示,板狀蓋板(蓋部件)20疊層在打印元件板310的設(shè)置噴射口313的面的背面上,蓋板20設(shè)置有與液體供應(yīng)路徑318和液體回收路徑319連通的多個開口20a。在該應(yīng)用例中,蓋板20設(shè)置有用于每個液體供應(yīng)路徑318的三個開口20a和用于每個液體回收路徑319的兩個開口20a。如圖36b所示,蓋板20的開口20a與圖32中(a)中示出的連通口351連通。理想的是,蓋板20具有充分的耐液體腐蝕性。從防止顏色混合的觀點來看,開口20a的開口形狀和開口位置需要具有高精度。因此,理想的是使用感光樹脂材料或者硅板作為蓋板20的材料通過光刻法來形成開口20a。以這種方式,蓋板20通過開口20a改變了通道的間隔。在此,理想的是考慮到壓力損失,通過薄厚度膜狀部件形成蓋板20。
圖37是示出了當(dāng)沿著圖36a的線xxxvii-xxxvii時打印元件板310和蓋板20的剖視透視圖。在此,將描述打印元件板310內(nèi)部的液體流動。蓋板20作為蓋,其構(gòu)成了形成在打印元件板310的基板311中的液體供應(yīng)路徑318和液體回收路徑319的壁的一部分。通過疊層由硅形成的基板311和由感光樹脂形成的噴射口形成部件312來形成打印元件板310,并且蓋板20接合到基板311的背面。基板311的一個面設(shè)置有打印元件315(見圖36b),背面設(shè)置有槽,槽形成了沿著噴射口陣列延伸的液體供應(yīng)路徑318和液體回收路徑319。由基板311和蓋板20形成的液體供應(yīng)路徑318和液體回收路徑319分別連接到每個通道部件210內(nèi)部的共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212,并且在液體供應(yīng)路徑318和液體回收路徑319之間產(chǎn)生了壓差。當(dāng)從噴射口313噴射液體以打印圖像時,在沒有噴射液體的噴射口處,基板311內(nèi)設(shè)置的液體供應(yīng)路徑318內(nèi)部的液體憑借壓差通過供應(yīng)口317a、壓力室323和回收口317b流向液體回收路徑319(見圖37的箭頭c)。憑借流動,能夠由液體回收路徑319回收與打印操作無關(guān)的噴射口313或者壓力室323中的異物、氣泡和因從噴射口313蒸發(fā)產(chǎn)生的稠墨。此外,能夠抑制噴射口313或者壓力室323中的墨變稠。回收到液體回收路徑319中的液體通過蓋板20的開口20a和支撐部件330的液體連通口31(見圖35b)以通道部件210內(nèi)部的連通口351、單用回收通道214、和共用回收通道212的順序回收。然后,液體被打印設(shè)備1000的回收路徑回收。即,從打印設(shè)備主體供應(yīng)到液體噴射頭3的液體以以下順序流動,以便被供應(yīng)和回收。
首先,液體從液體供應(yīng)單元220的液體連接部111流入到液體噴射頭3中。然后,通過橡膠接頭100、設(shè)置在第三通道部件中的連通口72和共用通道槽371、設(shè)置在第二通道部件中的共用通道槽362和連通口361、以及設(shè)置在第一通道部件中的單用通道槽352和連通口351依序供應(yīng)液體。繼而,在相繼通過設(shè)置在支撐部件330中的液體連通口31、設(shè)置在蓋板20中的開口20a以及設(shè)置在基板311中的液體供應(yīng)路徑318和供應(yīng)口317a的情況下將液體供應(yīng)到壓力室323。在供應(yīng)到壓力室323的液體中,沒有從噴射口313噴射出的液體相繼流經(jīng)設(shè)置在基板311中的回收口317b和液體回收路徑319、設(shè)置在蓋板20中的開口20a、和設(shè)置在支撐部件330中的液體連通口31。繼而,液體相繼流經(jīng)設(shè)置在第一通道部件中的連通口351和單用通道槽352、設(shè)置在第二通道部件中的連通口361和共用通道槽362、設(shè)置在第三通道部件370中的共用通道槽371和連通口72、以及橡膠接頭100的孔。然后,液體從設(shè)置在液體供應(yīng)單元220中的液體連接部111流至液體噴射頭3的外部。
在圖27示出的第一循環(huán)型式中,通過負(fù)壓控制單元230將從液體連接部111流來的液體供應(yīng)至橡膠接頭100的孔。此外,在圖28示出的第二循環(huán)型式中,從壓力室323回收的液體流過橡膠接頭100的孔,并且通過負(fù)壓控制單元230使其從液體回收部111流至液體噴射頭外部。從液體噴射單元300的共用供應(yīng)通道211的一個端部流來的全部液體不通過單用供應(yīng)通道213a供應(yīng)至壓力室323。即,從共用供應(yīng)通道211的一個端部流來的液體可以從共用供應(yīng)通道211的另一端部流至液體供應(yīng)單元220,同時不流入到單用供應(yīng)通道213a中。以這種方式,因為設(shè)置路徑使得液體流動通過同時沒有流動通過打印元件板310,所以即使如在該應(yīng)用例中那樣包括大流動阻力的小通道的打印元件板310中也能抑制液體的循環(huán)流動發(fā)生逆流。以這種方式,因為在該應(yīng)用例的液體噴射頭3中能夠抑制噴射口和壓力室23附近的液體變稠,所以能夠抑制液體打滑或者不能噴射。結(jié)果,能夠打印高質(zhì)量圖像。
(對打印元件板之間位置關(guān)系的描述)
圖38是示出了兩個相鄰噴射模塊中的打印元件板的相鄰部分的局部放大俯視圖。在該應(yīng)用例中,使用大體平行四邊形的打印元件板。設(shè)置在每塊打印元件板310中具有噴射口313的噴射口陣列(14a至14d)布置成傾斜,相對于液體噴射頭3的縱向方向具有預(yù)定角度。然后,打印元件板310之間相鄰部分處的噴射口陣列形成為使得至少一個噴射口沿著打印介質(zhì)傳送方向重疊。在圖38中,線d上的兩個噴射口相互重疊。利用這種布置方案,即使打印元件板310的位置略微偏離預(yù)定位置,但是通過對重疊噴射口的驅(qū)動控制也可使打印圖像的黑色條紋或者打印圖像的遺漏不明顯。即使打印元件板310布置成直線狀(線狀)而非之字狀,也能夠通過圖38示出的構(gòu)造在抑制液體噴射頭3沿著打印介質(zhì)傳送方向的長度增加的同時解決打印元件板10之間連接部處的黑色條紋或者遺漏。此外,在該應(yīng)用例中,打印元件板的主平面是平行四邊形,但是本發(fā)明并不局限于此。例如,即使在使用矩形、梯形和其它形狀的打印元件板時,也能夠理想地使用本發(fā)明的構(gòu)造。
(對液體噴射頭構(gòu)造變型例的描述)
將描述圖47和圖49至圖51中示出的液體噴射頭構(gòu)造的變型例。將省略對與上述示例中相同構(gòu)造和功能的描述,將僅僅主要描述區(qū)別。在變型例中,如圖47、圖49a和圖49b所示,液體噴射頭3和外部之間的液體連接部111沿著縱向方向集中布置在液體噴射頭的一個端部側(cè)上。負(fù)壓控制單元230集中布置在液體噴射頭3的另一端部側(cè)處(圖50)。屬于液體噴射頭3的液體供應(yīng)單元220構(gòu)造為對應(yīng)于液體噴射頭3長度的細(xì)長單元,并且包括分別對應(yīng)于所供應(yīng)四種顏色液體的通道和過濾器221。如圖50所示,設(shè)置在液體噴射單元支撐部81上的開口83至86的位置也位于與液體噴射頭3的位置不同的位置處。
圖51示出了通道部件50、60和70的疊層狀態(tài)。打印元件板10成直線布置在通道部件50的上表面上,通道部件50是通道部件50、60和70中的最上層。作為與定位在每塊打印元件板10背面?zhèn)忍幍纳w部件20的開口20a(圖36c)連通的通道,兩條單用供應(yīng)通道213和一個單用回收通道214設(shè)置用于每種顏色的液體。因此,作為在設(shè)置在打印元件板10背面處的蓋板20上形成的開口20a,兩個供應(yīng)口20a和一個回收口20a設(shè)置用于每種顏色的液體。如圖51所示,交替布置沿著液體噴射頭3縱向方向延伸的共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212。
(第二應(yīng)用例)
在下文中,將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用例的噴墨打印設(shè)備2000和液體噴射頭2003的構(gòu)造。在以下描述中,將僅僅描述與第一應(yīng)用例的區(qū)別,而省略對與第一應(yīng)用例中相同部件的描述。
(對噴墨打印設(shè)備描述)
圖46是示出了根據(jù)該應(yīng)用例用于噴射液體的噴墨打印設(shè)備2000的簡圖。該應(yīng)用例的打印設(shè)備2000與第一應(yīng)用例的不同之處在于:通過以下構(gòu)造在打印介質(zhì)上打印全彩圖像,其中,并排布置四個單色液體噴射頭2003,分別對應(yīng)于青色c、品紅色m、黃色y和黑色k的墨。在第一應(yīng)用例中,可用于一種顏色的噴射口陣列的數(shù)量是一個。然而,在本應(yīng)用例中可用于一種顏色的噴射口陣列的數(shù)量是二十個。因此,當(dāng)打印數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)胤峙浣o多個噴射口陣列以打印圖像時,能夠以更高速度打印圖像。此外,即使當(dāng)存在不噴射液體的噴射口時,也能夠從沿著打印介質(zhì)傳送方向位于對應(yīng)于不噴射口的位置處的其它陣列中的噴射口補(bǔ)充地噴射液體。提高了可靠性,因此能夠適當(dāng)打印商用圖像。與第一應(yīng)用例類似,打印設(shè)備2000的供應(yīng)系統(tǒng)、緩沖罐1003(見圖27和圖28)以及主罐1006(見圖27和圖28)流體連通地連接到液體噴射頭2003。此外,電子控制單元電連接到液體噴射頭2003,電子控制單元將電力和噴射控制信號傳遞到液體噴射頭2003。
(對循環(huán)路徑描述)
與第一應(yīng)用例類似,圖27或者圖28中示出的第一、第二循環(huán)型式能夠用作打印設(shè)備2000和液體噴射頭2003之間的液體循環(huán)型式。
(對液體噴射頭結(jié)構(gòu)描述)
圖39a和圖39b是示出了根據(jù)該應(yīng)用例的液體噴射頭2003的透視圖。在此,將描述根據(jù)該應(yīng)用例的液體噴射頭2003的構(gòu)造。液體噴射頭2003是行式噴墨打印頭,其包括沿著液體噴射頭2003的縱向方向直線布置的十六塊打印元件板2010,并且能夠通過一種液體進(jìn)行打印。與第一應(yīng)用例類似,液體噴射頭2003包括液體連接部111、信號輸入端子91和電力供應(yīng)端子92。然而,因為該應(yīng)用例的液體噴射頭2003較之第一應(yīng)用例包括更多噴射口陣列,所以信號輸入端子91和電力供應(yīng)端子92布置在液體噴射頭2003的兩側(cè)上。這是因為需要減小由設(shè)置在打印元件板2010中的配線部導(dǎo)致的電壓降低或者信號傳遞延遲。
圖40是示出了液體噴射頭2003和根據(jù)其功能構(gòu)成液體噴射頭2003的部件或者單元的斜視分解圖。液體噴射頭內(nèi)部的各單元和部件的功能或者液體流動順序基本與第一應(yīng)用例類似,但是確保液體噴射頭剛性的功能不同。在第一應(yīng)用例中,主要由液體噴射單元支撐部381確保液體噴射頭的剛性,但是在第二應(yīng)用例的液體噴射頭2003中由包括在液體噴射單元2300中的第二通道部件2060確保液體噴射頭2003的剛性。該應(yīng)用例的液體噴射單元支撐部381連接到第二通道部件2060的兩端,并且液體噴射單元2300機(jī)械地連接到打印設(shè)備2000的滑架,以便定位液體噴射頭2003。電配線板90和包括負(fù)壓控制單元2230的液體供應(yīng)單元2220連接到液體噴射單元支撐部381。兩個液體供應(yīng)單元2220中的每一個均包括內(nèi)置的過濾器(未示出)。
兩個負(fù)壓控制單元2230設(shè)定成控制在不同(相對高負(fù)壓和相對低負(fù)壓)的壓力。此外,如圖39a、圖39b和圖40所示,當(dāng)高壓側(cè)和低壓側(cè)處的負(fù)壓控制單元2230設(shè)置在液體噴射頭2003的兩個端部處時,沿著液體噴射頭2003的縱向方向延伸的共用供應(yīng)通道和共用回收通道中的液流彼此面向。在這種構(gòu)造中,促進(jìn)了共用供應(yīng)通道和共用回收通道之間的換熱,因此減小了兩條共用通道內(nèi)部的溫度差。因此,減小了沿著共用通道設(shè)置的打印元件板2010的溫度差。結(jié)果,優(yōu)點是不易于因溫度差導(dǎo)致產(chǎn)生打印不均勻性。
接下來,將描述液體噴射單元2300的通道部件2210的詳細(xì)構(gòu)造。如圖40所示,通過疊層第一通道部件2050和第二通道部件2060獲得通道部件2210,并且通道部件2210將供應(yīng)自液體供應(yīng)單元2220的液體分配到噴射模塊2200。通道部件2210作為用于使循環(huán)自噴射模塊2200的液體返回到液體供應(yīng)單元2220的通道部件。通道部件2210的第二通道部件2060是其內(nèi)形成有共用供應(yīng)通道和共用回收通道并且提高了液體噴射頭2003剛性的通道部件。因此,理想的是第二通道部件2060的材料具有足夠的耐液體腐蝕性和高機(jī)械強(qiáng)度。具體地,能夠使用sus不銹鋼、鈦或者氧化鋁。
圖41(a)是示出了第一通道部件2050的要安裝噴射模塊2200的面的簡圖,圖41(b)是示出了其背面和與第二通道部件2060接觸的面的簡圖。與第一應(yīng)用例不同,本應(yīng)用例的第一通道部件2050具有這樣的構(gòu)造,其中,對應(yīng)于噴射模塊2200的多個部件相鄰布置。通過采用這種分式結(jié)構(gòu),能夠?qū)⒍鄠€模塊布置成對應(yīng)于液體噴射頭2003的長度。因此,這種結(jié)構(gòu)能夠適當(dāng)?shù)赜绕鋺?yīng)用在對應(yīng)于例如b2以上尺寸片材的相對長液體噴射頭中。如圖41(a)所示,第一通道部件2050的連通口351與噴射模塊2200流體連通。如圖41(b)所示,第一通道部件2050的單用連通口353與第二通道部件2060的連通口361流體連通。圖41(c)示出了第二通道部件2060相對于第一通道部件2050的接觸面,圖41(d)示出了沿著厚度方向的第二通道部件2060的中央部的剖視圖,并且圖41(e)示出了第二通道部件2060相對于液體供應(yīng)單元2220的接觸面的簡圖。第二通道部件2060的連通口和通道的功能類似于第一應(yīng)用例的每種顏色。第二通道部件2060的共用通道槽371形成為使得其一側(cè)是圖42中示出的共用供應(yīng)通道2211而其另一側(cè)是共用回收通道2212。沿著液體噴射頭2003的縱向方向分別設(shè)置這些通道2211和2212,使得液體從其一個端部供應(yīng)到其另一端部。該應(yīng)用例與第一應(yīng)用例的不同之處在于:共用供應(yīng)通道2211中的液體流動方向和共用回收通道2212中的液體流動方向相反。
圖42是示出了打印元件板2010和通道部件2210之間的液體連接關(guān)系的透視圖。沿著液體噴射頭2003縱向方向延伸的一對共用供應(yīng)通道2211和共用回收通道2212設(shè)置在通道部件2210內(nèi)部。第二通道部件2060的連通口361連接到第一通道部件2050的單用連通口353,使得兩個位置相互匹配。因此形成了從第二通道部件2060的共用供應(yīng)通道2211通過連通口361與第一通道部件2050的連通口351連通的液體供應(yīng)通道。類似地,還形成了從第二通道部件2060的連通口72通過共用回收通道2212與第一通道部件2050的連通口351連通的液體供應(yīng)路徑。
圖43是沿著圖42的線xliii-xliii獲得的剖視圖。共用供應(yīng)通道2211通過連通口361、單用連通口353和連通口351連接到噴射模塊2200。盡管在圖43中未示出,但是顯然,在圖42中的一不同剖視圖中,共用回收通道2212通過相同的路徑連接到噴射模塊2200。與第一應(yīng)用例相似,噴射模塊2200和打印元件板2010均設(shè)置有與每個噴射口連通的通道,因此供應(yīng)液體的一部分或者全部能夠在通過不實施噴射操作的噴射口的情況下循環(huán)。此外,與第一應(yīng)用例類似,共用供應(yīng)通道2211通過液體供應(yīng)單元2220連接到負(fù)壓控制單元2230(高壓側(cè)),而共用回收通道2212通過液體供應(yīng)單元2220連接到負(fù)壓控制單元2230(低壓側(cè))。因此,形成了流動,使得液體因壓差而通過打印元件板2010的壓力室從共用供應(yīng)通道2211流至共用回收通道2212。
(對噴射模塊描述)
圖44a是示出了一個噴射模塊2200的透視圖,圖44b是其分解圖。與第一應(yīng)用例的區(qū)別在于:端子316分別布置在打印元件板2010上的沿著噴射口陣列方向的兩側(cè)處(打印元件板2010的長側(cè)部)。因此,電連接到打印元件板2010的兩塊柔性電路板40布置成用于每塊打印元件板2010。因為設(shè)置在打印元件板2010中的噴射口陣列數(shù)量是二十個,所以噴射口陣列多于第一應(yīng)用例的八個噴射口陣列。在此,因為端子316與打印元件之間的最大距離縮短,所以減小了打印元件板2010內(nèi)部的配線部中產(chǎn)生的電壓降低或者信號延遲。此外,支撐部件2030的液體連通口31沿著設(shè)置在打印元件板2010中的整個噴射口陣列開口。其它構(gòu)造與第一應(yīng)用例的構(gòu)造類似。
(對打印元件板結(jié)構(gòu)的描述)
圖45a是示出了打印元件板2010的布置噴射口313的面的示意圖,并且圖45c是示出了圖45a的面的背面的示意圖。圖45b是示出了當(dāng)移除了設(shè)置在圖45c中打印元件板2010背面上的蓋板2020時的打印元件板2010的面的示意圖。如圖45b所示,在打印元件板2010的背面處沿著噴射口陣列方向交替設(shè)置有液體供應(yīng)路徑318和液體回收路徑319。噴射口陣列數(shù)量大于第一應(yīng)用例的噴射口陣列數(shù)量。然而,與第一應(yīng)用例的根本區(qū)別在于:端子316如上所述沿著噴射口陣列方向布置在打印元件板的兩側(cè)處?;緲?gòu)造與第一應(yīng)用例的類似之處在于:一對液體供應(yīng)路徑318和液體回收路徑319設(shè)置在每個噴射口陣列中,并且蓋板2020設(shè)置有與支撐部件2030的液體連通口31連通的開口20a。
此外,上述應(yīng)用例的描述并不限制本發(fā)明的范圍。作為示例,在應(yīng)用例中已經(jīng)描述了熱類型,其中,由加熱元件產(chǎn)生氣泡來噴射液體。然而,本發(fā)明還能夠應(yīng)用于采用壓電型和其它各種液體噴射類型的液體噴射頭。
在應(yīng)用例中已經(jīng)描述了諸如墨的液體在罐和液體噴射頭之間循環(huán)的噴墨打印設(shè)備(打印設(shè)備),但是還可以使用其它應(yīng)用例。在其它應(yīng)用例中,例如,可以采用這樣的構(gòu)造,其中,墨不循環(huán),并且兩個罐設(shè)置在液體噴射頭的上游側(cè)和下游側(cè)處,使得墨從一個罐流至另一罐。以這種方式,壓力室內(nèi)部的墨可以流動。
在應(yīng)用例中已經(jīng)描述了使用長度對應(yīng)于打印介質(zhì)寬度的所謂行式打印頭的示例,但是本發(fā)明還能夠應(yīng)用于在掃描打印介質(zhì)的同時在打印介質(zhì)上打印圖像的所謂串式液體噴射頭。作為串式液體噴射頭,例如,液體噴射頭可以配備有噴射黑色墨的打印元件板和噴射彩色墨的打印元件板,但是本發(fā)明并不局限于此。即,可以設(shè)置比打印介質(zhì)寬度短的液體噴射頭,其包括布置成使得噴射口沿著噴射口陣列方向相互重疊的多塊打印元件板,并且液體噴射頭可以相對于打印介質(zhì)掃描。
(第三應(yīng)用例)
將描述根據(jù)本發(fā)明第三應(yīng)用例的噴墨打印設(shè)備1000和液體噴射頭3的構(gòu)造。第三應(yīng)用例的液體噴射口是寬幅型,其中,通過一次掃描在b2打印介質(zhì)上打印圖像。因為第三應(yīng)用例與第二應(yīng)用例在多個方面類似,所以在下文中僅僅主要描述與第二應(yīng)用例的區(qū)別,將省略與第二應(yīng)用例相同構(gòu)造的描述。
(對噴墨打印設(shè)備的描述)
圖52是示出了根據(jù)該應(yīng)用例的噴墨打印設(shè)備的示意圖。打印設(shè)備1000具有這樣的構(gòu)造,其中,圖像不是通過從液體噴射頭3噴射的液體直接打印在打印介質(zhì)上。即,液體首先噴射到中間轉(zhuǎn)印部件(中間轉(zhuǎn)印鼓)1007以在其上形成圖像,并且圖像被轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)2。在打印設(shè)備1000中,分別對應(yīng)于四種顏色(c、m、y、k)墨的液體噴射頭3以圓弧狀沿著中間轉(zhuǎn)印鼓1007布置。因此,在中間轉(zhuǎn)印部件上實施全彩打印處理,打印的圖像在中間轉(zhuǎn)印部件上適當(dāng)干燥,并且圖像被轉(zhuǎn)印到由片材傳送輥1009傳送到轉(zhuǎn)印部1008的打印介質(zhì)2。第二應(yīng)用例的片材傳送系統(tǒng)主要用于沿著水平方向傳送裁切片材。然而,本應(yīng)用例的片材傳送系統(tǒng)還能夠應(yīng)用于從主輥(未示出)供應(yīng)的連續(xù)片材。在這種鼓傳送系統(tǒng)中,因為在施加預(yù)定張力的情況下易于傳送片材,所以即使在高速打印操作中也幾乎不發(fā)生傳送卡塞。因此,提高了設(shè)備的可靠性,因此設(shè)備適合于商業(yè)打印目的。與第一和第二應(yīng)用例類似,打印設(shè)備1000的供應(yīng)系統(tǒng)、緩沖罐1003和主罐1006流體連通地連接到每個液體噴射頭3。此外,電控制單元電連接到每個液體噴射頭3,電控制單元將噴射控制信號和電力傳遞到液體噴射頭3。
(對第四循環(huán)型式描述)
與第二應(yīng)用例類似,圖27或圖28中示出的第一和第二循環(huán)路徑還能夠適用于液體噴射頭3和打印設(shè)備1000的罐之間的液體循環(huán)路徑,但是理想地采用圖53中示出的循環(huán)路徑。與圖28的第二循環(huán)路徑的主要區(qū)別是:額外設(shè)置了旁路閥1010,其與第一循環(huán)泵1001和1002以及第二循環(huán)泵1004的通道都連通。旁路閥1010具有通過在壓力超過預(yù)定壓力時打開閥來減小旁路閥1010上游壓力的功能(第一功能)。此外,旁路閥1010具有通過來自打印設(shè)備主體的控制基板的信號而在任意時刻開閉閥的功能(第二功能)。
通過第一功能,能夠抑制將大壓力或者小壓力施加到第一循環(huán)泵1001和1002的下游側(cè)或者第二循環(huán)泵1004的上游側(cè)。例如,當(dāng)?shù)谝谎h(huán)泵1001和1002的功能沒有適當(dāng)工作時,會存在將大流量或者大壓力施加到液體噴射頭3的情況。因此,擔(dān)心液體會從液體噴射頭3的噴射口泄漏或者液體噴射頭3內(nèi)部的每個接合部會破裂。然而,當(dāng)如該應(yīng)用例中那樣把旁路閥1010添加到第一循環(huán)泵1001和1002時,旁路閥1010在大壓力的情況中打開。因此,因為液體路徑朝每個循環(huán)泵的上游側(cè)開放,所以能夠抑制發(fā)生上述故障。
此外,通過第二功能,當(dāng)停止循環(huán)驅(qū)動操作時,在停止第一循環(huán)泵1001和1002以及第二循環(huán)泵1004的操作之后,基于打印設(shè)備主體的控制信號迅速打開所有旁路閥1010。因此,能夠在短時間內(nèi)釋放液體噴射頭3下游部(在負(fù)壓控制單元230和第二循環(huán)泵1004之間)處的高負(fù)壓(例如,數(shù)十kpa)。當(dāng)諸如隔膜泵的容積泵用作循環(huán)泵時,通常在泵內(nèi)設(shè)有止回閥。然而,當(dāng)打開旁路閥1010時,也能夠從緩沖罐1003下游部釋放液體噴射頭3下游部處的壓力。盡管能夠僅僅從上游側(cè)釋放液體噴射頭3下游部處的壓力,但是壓力損失存在于液體噴射頭的上游通道和液體噴射頭內(nèi)部的通道中。因此,因為當(dāng)釋放壓力時需要耗時一定時間,所以液體噴射頭3內(nèi)部的共用通道內(nèi)的壓力短暫地下降太多。因此,擔(dān)心噴射口中的彎月面會被破壞。然而,因為當(dāng)打開液體噴射頭3下游側(cè)處的旁路閥1010時進(jìn)一步釋放了液體噴射頭的下游壓力,所以降低了噴射口中彎月面被破壞的風(fēng)險。
(對液體噴射頭結(jié)構(gòu)的描述)
將描述根據(jù)本發(fā)明第三應(yīng)用例的液體噴射頭3的結(jié)構(gòu)。圖54a是示出了根據(jù)該應(yīng)用例的液體噴射頭3的透視圖,圖54b是其分解透視圖。液體噴射頭3是寬幅型噴墨打印頭,其包括沿著液體噴射頭3的縱向方向以直線狀布置(直列型)的三十六塊打印元件板10,并且用一種顏色打印圖像。與第二應(yīng)用例類似,液體噴射頭3包括遮蔽板132,除了遮蔽信號輸入端子91和電力供應(yīng)端子92以外,遮蔽板132還保護(hù)打印頭的矩形側(cè)面。
圖54b是示出了液體噴射頭3的分解透視圖。在圖54b中,根據(jù)功能劃分并且示出了構(gòu)成液體噴射頭3的部件或者單元(沒有示出遮蔽板132)。這些單元和部件的功能以及液體噴射頭3內(nèi)部的液體循環(huán)順序與第二應(yīng)用例類似。與第二應(yīng)用例的主要區(qū)別在于:劃分開的電配線板90和負(fù)壓控制單元230布置在不同的位置處,并且第一通道部件具有不同形狀。如在本應(yīng)用例中,例如,在長度對應(yīng)于b2尺寸打印介質(zhì)的液體噴射頭3的情況中,由液體噴射頭3消耗的電力較大,因此設(shè)置了八塊電配線板90。細(xì)長電配線板支撐部82的兩個側(cè)面的每一側(cè)面安裝四塊電配線板90,細(xì)長電配線板支撐部82安裝到液體噴射單元支撐部81。
圖55a是示出了液體噴射頭3的側(cè)視圖,液體噴射頭3包括液體噴射單元300、液體供應(yīng)單元220和負(fù)壓控制單元230,圖55b是示出了液體流動的示意圖,圖55c是示出了沿著圖55a的線lvc-lvc獲得的剖視圖。為了容易理解附圖,簡化了一部分構(gòu)造。
液體連接部111和過濾器221設(shè)置在液體供應(yīng)單元220的內(nèi)部,并且負(fù)壓控制單元230一體地形成在液體供應(yīng)單元220的下側(cè)處。因此,負(fù)壓控制單元230和打印元件板10之間沿著高度方向的距離較之第二應(yīng)用例變短。利用這種構(gòu)造,液體供應(yīng)單元220內(nèi)部的通道連接部的數(shù)量減少。結(jié)果,優(yōu)點是:提高了防止打印液體泄漏的可靠性,并且減少了部件或者組裝步驟的數(shù)量。
此外,因為負(fù)壓控制單元230和液體噴射頭3的噴射口形成面之間的水頭差相對減小,所以此構(gòu)造能夠適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于打印設(shè)備,其中,圖52中示出的液體噴射頭3的傾角對于每個液體噴射頭有所不同。因為能夠減小水頭差,所以即使在使用具有不同傾角的液體噴射頭3時也能夠減小施加到打印元件板噴射口的負(fù)壓差。此外,因為從負(fù)壓控制單元230至打印元件板10的距離減小,所以減小了它們之間的流動阻力。因此,減小了因液體流量變化導(dǎo)致的壓力損失差,因此能夠更加理想地控制負(fù)壓。
圖55b是示出了液體噴射頭3內(nèi)部打印液體流動的示意圖。盡管循環(huán)路徑與圖53中示出的循環(huán)路徑就回路而言類似,但是圖55b示出了實際液體噴射頭3的部件中的液體流動。沿著液體噴射頭3縱向方向延伸的一對共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212設(shè)置在細(xì)長的第二通道部件60內(nèi)部。共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212形成為使得液體在其中沿著相反方向流動,并且過濾器221設(shè)置在每個通道的上游側(cè)處以便捕獲來自連接部111等處的異物。以這種方式,因為液體沿著相反方向流經(jīng)共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212,所以能夠理想地降低沿著縱向方向的液體噴射頭3內(nèi)部的溫度梯度。為了簡化圖53的描述,用相同的方向表示共用供應(yīng)通道211和共用供應(yīng)通道212中的流動。
負(fù)壓控制單元230連接到共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212每一個的下游側(cè)。此外,在共用供應(yīng)通道211連接到單用供應(yīng)通道213a的路線上設(shè)置分支部,并且在共用回收通道212連接到單用回收通道213b的路線上設(shè)置分支部。單用供應(yīng)通道213a和單用回收通道213b形成在第一通道部件50內(nèi)部,并且每個單用通道均與蓋部件20的開口10a(見圖36c)連通,蓋部件20設(shè)置在打印元件板10的背面。
用圖55b中的“h”和“l(fā)”表示的負(fù)壓控制單元230是高壓側(cè)(h)的單元和低壓側(cè)(l)的單元。負(fù)壓控制單元230是背壓型壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),其將負(fù)壓控制單元230的上游壓力控制為相對高負(fù)壓(h)和相對低負(fù)壓(l)。共用供應(yīng)通道211連接到負(fù)壓控制單元230(高壓側(cè)),而共用回收通道212連接到負(fù)壓控制單元230(低壓側(cè)),使得在共用供應(yīng)通道211和共用回收通道212之間產(chǎn)生壓差。憑借該壓差,液體從共用供應(yīng)通道211流至共用回收通道212,相繼通過單用供應(yīng)通道213a、打印元件板10中的噴射口11(壓力室23)以及單用回收通道213b。
圖55c是示出了沿著圖55a的線lvc-lvc獲得的剖視透視圖。在該應(yīng)用例中,每個噴射模塊200均包括第一通道部件50、打印元件板10以及柔性電路板40。在該應(yīng)用例中,不存在第二應(yīng)用例中描述的支撐部件2030(圖18),并且包括有蓋部件20的打印元件板10直接接合到第一通道部件50。液體從在設(shè)于第二通道部件60處的共用供應(yīng)通道211的上表面形成的連通口61經(jīng)由形成在第一通道部件50的下表面處的單用連通口53供應(yīng)到單用供應(yīng)通道213a。繼而,液體通過壓力室23并且通過單用回收通道213b、單用連通口53以及連通口61,以便回收到共用回收通道212。
在此,與圖40所示第二應(yīng)用例的不同之處在于:相對于形成在第二通道部件50的上表面處的連通口61,形成在第一通道部件50的下表面(靠近第二通道部件60的面)處的單用連通口53足夠大。利用這種構(gòu)造,即使在噴射模塊200安裝在第二通道部件60上時發(fā)生位置偏差時,第一通道部件和第二通道部件也能夠可靠地相互流體連通。結(jié)果,提高了打印頭制造處理的產(chǎn)量,因此能夠削減成本。
(其它示例)
本發(fā)明并不局限于墨噴射基板、噴墨打印頭和噴墨打印設(shè)備,而是能夠廣泛應(yīng)用于噴射各種液體的液體噴射基板、液體噴射頭和液體噴射設(shè)備。本發(fā)明還能夠應(yīng)用于諸如全行式和串掃描型的各種類型打印設(shè)備。
此外,除了使用能夠噴墨的噴墨打印頭打印圖像的噴墨打印設(shè)備以外,本發(fā)明還能夠廣泛應(yīng)用于使用能夠噴射各種液體的液體噴射頭的液體噴射設(shè)備。例如,本發(fā)明能夠應(yīng)用于打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、具有通訊系統(tǒng)的傳真機(jī)、具有打印部的文字處理器和與各種處理裝置組合的工業(yè)打印設(shè)備。此外,本發(fā)明能夠用于制造生物芯片或者打印電子電路。
根據(jù)本發(fā)明,能夠高精度形成多個供應(yīng)通道、多個回收通道、第一共用供應(yīng)通道和第一共用回收通道。因此,即使在密集布置多個噴射口時,液體也能夠循環(huán)通過分別對應(yīng)于各噴射口的壓力室。結(jié)果,能夠保持從噴射口噴射液體的滿意噴射性能。例如,在從噴射口噴墨以打印圖像的情況中,能夠通過抑制因從噴射口蒸發(fā)墨中水分導(dǎo)致的噴射速度下降,以高精度打印高質(zhì)量圖像。
盡管已經(jīng)參照示例性實施例描述了本發(fā)明,但是應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明并不局限于公開的示例性實施例。以下權(quán)利要求應(yīng)給予最寬泛的解釋,以便涵蓋所有變型以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。