專利名稱：液滴噴出頭及液滴噴出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液滴噴出頭及液滴噴出裝置。
背景技術(shù)：
在噴墨記錄裝置等液滴噴出裝置所使用的液滴噴出頭中，追求能夠噴出更微小的液滴。
為了微小化所噴出的液滴，需要減小從外部接受振動(dòng)所產(chǎn)生的壓力而向噴嘴供給液體材料的腔的振動(dòng)周期。因此，也包括貯存向噴嘴、腔及腔供給的液體材料的貯存器，需要較小地形成液體材料的流路整體。
但是，若減小貯存器，則由于相對(duì)貯存器內(nèi)的液體材料的流動(dòng)的阻力變大，因此材料向腔的供給效率下降，噴嘴有時(shí)在材料供給不充分的狀態(tài)下進(jìn)行液滴的噴出。
還有，專利文獻(xiàn)1公開了與噴墨記錄裝置的墨水供給相關(guān)的技術(shù)。
專利文獻(xiàn)1特開2003-211644號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于降低向液滴噴出頭的各噴嘴的材料供給的不均。
本發(fā)明提供一種液滴噴出頭，其特征在于，具備噴嘴部，其噴出液體材料；液室，其與所述噴嘴部連通，且接受來(lái)自外部的壓力而向所述噴嘴部供給所述液體材料；貯存室，其經(jīng)由多個(gè)墨水供給路與多個(gè)所述液室連通，且向所述多個(gè)液室供給通過材料供給口從外部供給的所述液體材料，在以從所述材料供給口朝向所述液室的方向?yàn)榈谝环较颍耘c所述第一方向垂直的方向?yàn)榈诙较?，以沿所述第一方向通過所述材料供給口的直線為第一基準(zhǔn)線，以沿所述第二方向通過所述材料供給口的直線為第二基準(zhǔn)線時(shí)，與所述第二基準(zhǔn)線的垂直距離越長(zhǎng)的液室，與所述第一基準(zhǔn)線的垂直距離越短。
另外，本發(fā)明提供一種液滴噴出頭，其特征在于，具備貯存室，其具有材料供給口；多個(gè)墨水供給路，其與所述貯存室連接；多個(gè)液室，其分別與所述多個(gè)墨水供給路連接；多個(gè)噴嘴部，其分別與所述多個(gè)液室連接，從所述貯存室的外周向所述多個(gè)液室中第一液室和所述多個(gè)墨水供給路中第一墨水供給路的連結(jié)部引出的法線的長(zhǎng)度比所述第一墨水供給路的長(zhǎng)度短。
另外，本發(fā)明提供一種液滴噴出頭，其特征在于，具備貯存室，其具有材料供給口；多個(gè)墨水供給路，其與所述貯存室連接；多個(gè)液室，其分別與所述多個(gè)墨水供給路連接；多個(gè)噴嘴部，其分別與所述多個(gè)液室連接，從所述貯存室的外周向所述多個(gè)液室中第一液室和所述多個(gè)墨水供給路中第一墨水供給路的連結(jié)部引出的法線的長(zhǎng)度、和從所述貯存室的外周向所述多個(gè)液室中第二液室和所述多個(gè)墨水供給路中第二墨水供給路的連結(jié)部引出的法線的長(zhǎng)度不相同。
由此，緩和液體材料到達(dá)各液室中耗費(fèi)的時(shí)間的差，液體材料的供給效率在各液室中成為大致恒定。因而，能夠降低向各噴頭的材料供給的不均。
另外，在所述液滴噴出頭中，優(yōu)選，從所述貯存室的外周向所述多個(gè)液室中第一液室和所述多個(gè)墨水供給路中第一墨水供給路的連結(jié)部引出的法線的長(zhǎng)度比所述第一墨水供給路的長(zhǎng)度短。
另外，在所述液滴噴出頭中，優(yōu)選，所述多個(gè)墨水供給路的各自長(zhǎng)度不相同。
另外，在所述液滴噴出頭中，優(yōu)選，所述貯存室具有與所述多個(gè)供給路連接的多個(gè)連結(jié)部，所述貯存室的側(cè)面的至少一部分具有曲面，所述多個(gè)連結(jié)部形成在所述曲面上。
另外，在所述液滴噴出頭中，優(yōu)選，所述貯存室具有與所述多個(gè)供給路連接的多個(gè)連結(jié)部，所述貯存室的底面呈多邊形，所述貯存室的側(cè)面由多個(gè)面構(gòu)成，形成有所述多個(gè)連結(jié)部中第一連結(jié)部的所述多個(gè)面中任一面、和形成有所述多個(gè)連結(jié)部中第二連結(jié)部的所述多個(gè)面中任一面不相同。
另外，在所述液滴噴出頭中，優(yōu)選，包括多個(gè)所述貯存室。
另外，在所述液滴噴出頭中，優(yōu)選，所述多個(gè)貯存室配置成鋸齒狀。由此，能夠高密度地配置貯存室和噴嘴。
本發(fā)明提供一種液滴噴出裝置，其特征在于，具備所述液滴噴出頭。


圖1(A)是分解表示本發(fā)明的液滴噴出頭的示意圖，圖1(B)是圖1(A)的a-a’方向的剖面圖；圖2是表示本發(fā)明的液滴噴出裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖3(A)、(B)是從上方觀察實(shí)施方式1的液滴噴出頭的貯存器、腔及噴出部的圖；圖4是從上方觀察比較例的液滴噴出頭的貯存器、腔及噴出部的圖；圖5(A)是表示比較例的液滴噴出頭的貯存器內(nèi)的墨水的流動(dòng)的圖，圖5(B)是表示實(shí)施方式1的液滴噴出頭的貯存器內(nèi)的墨水的流動(dòng)的圖；圖6(A)～(E)是表示實(shí)施方式1的液滴噴出頭的貯存器的變形例的圖；圖7(A)是本發(fā)明的實(shí)施方式2的液滴噴出頭的剖面圖，圖7(B)是從上方觀察實(shí)施方式2的液滴噴出頭的貯存器、腔及噴嘴部的圖。
圖中10-液滴噴出頭；11-噴嘴板；12-流路基板；13-振動(dòng)板；14-壓電件；15-支承基板；16-頭殼；17-墨水供給口；18-貯存器；19-電極；100-噴嘴部；101-墨水供給路；101a-第一墨水供給路；101b-第二墨水供給路；103-腔；103a-第一腔；103b-第二腔。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
還有，在本發(fā)明中“距離”是指“長(zhǎng)度(length)”，作為比意味著將連結(jié)二點(diǎn)的線段在垂直線上正投影時(shí)的長(zhǎng)度的“垂直距離(distance)”更寬的概念而使用。
實(shí)施方式1.
圖1(A)是分解表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的液滴噴出頭10的一例的示意圖。另外，圖1(B)是圖1(A)的a-a’方向的剖面圖。
如圖1所示，液滴噴出頭10具備噴嘴版11、流路基板12、振動(dòng)板13、壓電件14、支承基板15、頭殼16、電極19，在噴嘴板11上形成有噴嘴部100，在流路基板12和振動(dòng)板13之間形成有貯存器(貯存室)18、腔(液室)103、及連通貯存器18和腔103的墨水供給路102。
還有，液滴噴出頭并不限定于該結(jié)構(gòu)，若能夠適用以下說明的貯存器18、腔103和墨水供給路102的關(guān)系，則也可以一體地形成噴嘴板11和流路基板12。另外，噴嘴部100也可以設(shè)置在流路基板12和振動(dòng)板13的邊界。
液滴噴出頭10設(shè)置在例如圖2所示的液滴噴出裝置的頭組件部(圖中A)。作為液滴噴出裝置，除了墨水的噴出所使用的圖像形成裝置之外，還可以列舉工業(yè)用的用途所使用的成膜裝置。所謂成膜裝置例如是如下的裝置例如向基板上噴出包括高分子材料等有機(jī)材料或金屬粒子等無(wú)機(jī)材料的液體材料，由此形成例如濾色鏡或金屬配線等功能性膜。
若從外部的供給機(jī)構(gòu)經(jīng)由墨水供給口17向液滴噴出頭10取入液體材料，則形成貯存器18、腔103、噴嘴部100的空間由液體材料充滿。然后，從電極19向壓電件14傳遞電信號(hào)，由此壓電件14和振動(dòng)板13產(chǎn)生撓曲，腔103內(nèi)的壓力瞬間變高，由此從噴嘴部100噴出液滴。
圖3是從上觀察實(shí)施方式1的液滴噴出頭10的貯存器18、腔103及噴嘴部100的圖。
一個(gè)貯存器18經(jīng)由多個(gè)墨水供給路101結(jié)合多個(gè)腔103。液滴噴出頭10包括一個(gè)以上這樣的結(jié)合有多個(gè)腔103的貯存器18。
材料噴出口17位于貯存器18的從腔103遠(yuǎn)離的一側(cè)的周緣部。這是為了容易排出貯存器18內(nèi)的氣泡。
在實(shí)施方式1中，貯存器18的形狀是橢圓形，各腔103沿橢圓的弧而結(jié)合。
如圖3(A)所示，與從材料供給口17朝向腔103的方向1(第一方向)垂直的方向2(第二方向)上的、與材料供給口17的距離越長(zhǎng)的腔103，在方向1上的與材料供給口17的距離越短。即，兩端的腔103與中央的腔103相比，方向2上的距材料供給口17的距離長(zhǎng)，但是若從方向1觀察，則與中央的腔103相比，距材料供給口17的距離近。
即，以沿第一方向通過材料供給口17的直線為第一基準(zhǔn)線，以沿第二方向通過材料供給口17的直線為第二基準(zhǔn)線時(shí)，就多個(gè)腔103中第一腔103a和第二腔103b而言，作為第二基準(zhǔn)線和第一腔103a的垂直距離的第一方向的第一垂直距離L1a大于作為第二基準(zhǔn)線和第二腔103b的垂直距離的第一方向的第二垂直距離L1b時(shí)，作為第一基準(zhǔn)線和第一腔的垂直距離的第二方向的第一垂直距離L2a小于作為第一基準(zhǔn)線和第二腔的垂直距離的第二方向的第二垂直距離L2b這一關(guān)系成立。
還有，在此的“距離”是指“長(zhǎng)度(length)”，作為比意味著將連結(jié)二點(diǎn)的線段在垂直線上正投影時(shí)的長(zhǎng)度的“垂直距離(distance)”更寬的概念而使用。
另外，這多個(gè)腔103的位置關(guān)系可具有如下特征。
即，在圖3(B)中，從貯存器18的外周向第一腔103a和第一墨水供給路101a的連結(jié)部引出的第一法線的長(zhǎng)度比第一墨水供給路101a短。另外，從貯存器18的外周向作為其他腔的第二腔103b和第二墨水供給路101b的連結(jié)部引出的第二法線的長(zhǎng)度比第一法線短。即，即使第一墨水供給路101a和第二墨水供給路101b的長(zhǎng)度相同，第一法線的長(zhǎng)度和第二法線的長(zhǎng)度也不同。
還有，在此所謂的法線是與跟腔103的外周相切的切線垂直的直線。
在此，若第一墨水供給路101a的長(zhǎng)度與第一法線的長(zhǎng)度相等，第二墨水供給路101b的長(zhǎng)度與第二法線的長(zhǎng)度相等，則墨水供給路的長(zhǎng)度的差表現(xiàn)為液體材料向各腔的供給能力的差。通過圖3(B)的特征，能夠消除這樣的不良情況。
另一方面，圖4是從上觀察比較例的液滴噴出頭的貯存器18、腔103及噴嘴部100的圖。在比較例中，貯存器18的形狀是半圓形，所有的腔103與貯存器18的弦的側(cè)結(jié)合。
因此，跟與從材料供給口17朝向腔103的方向1(第一方向)垂直的方向(第二方向)上的、距材料供給口17的距離無(wú)關(guān)，方向1上的與材料供給口17的距離相等。即，兩端的腔103與中間的腔103相比，方向2上的距材料供給口17的距離長(zhǎng)，但是若從方向1觀察，則所有的腔103距材料供給口17的距離相等。
若從材料供給口17向貯存器18內(nèi)流入墨水，則產(chǎn)生從材料供給口17朝向連接有腔103的一側(cè)的直線狀的墨水的流動(dòng)，并且以從該直線狀的流動(dòng)分支的方式產(chǎn)生墨水的流動(dòng)。圖5(A)以箭頭表示比較例的液滴噴出頭的貯存器內(nèi)的墨水的主要流動(dòng)，圖5(B)以箭頭表示實(shí)時(shí)方式1的液滴噴出頭10的貯存器18內(nèi)的墨水的主要流動(dòng)。
如圖5(A)所示，在比較例中，越距兩端近的腔103即方向2上的與材料供給口17的距離越長(zhǎng)的腔103，墨水到達(dá)越耗費(fèi)時(shí)間，從而供給效率差。因而，噴出墨水時(shí)，有時(shí)無(wú)法向距兩端近的腔103充分供給墨水。
另一方面，如圖5(B)所示，在本發(fā)明的液滴噴出頭10中，方向2上的與材料供給口17的距離越長(zhǎng)的腔103，方向1上的與材料供給口17的距離越短，因此，與比較例相比，可緩和墨水到達(dá)各腔103所耗費(fèi)時(shí)間的差，將供給效率保持為大致恒定。
還有，實(shí)施方式1的貯存器18例如可通過使用了鎳、鈷、錳等金屬、或這些金屬的合金的電鑄法來(lái)形成?；蛘撸部梢酝ㄟ^在硅基板上實(shí)施光刻法來(lái)與腔103一體形成。
圖6是表示實(shí)施方式1的液滴噴出頭10的貯存器18的變形例的圖。貯存器18只要是幾乎沒有墨水到達(dá)各腔103所耗費(fèi)時(shí)間的差的形狀即可，例如可以是圖6(A)所示的圓形、或圖6(B)、(C)所示的多邊形等。另外，也可以圖6(D)、(E)所示是結(jié)合腔103的一側(cè)呈曲線狀的形狀。
如上所述，本實(shí)施方式1的液滴噴出頭10，與從材料供給口17朝向腔103的方向1垂直的方向2上的、與材料供給口17的距離越長(zhǎng)的腔103，方向1上的與材料供給口17的距離越短。
因而，可緩和墨水到達(dá)各腔103所耗費(fèi)時(shí)間的差，將各腔103的墨水供給效率保持為恒定。由此，可降低向各噴嘴的材料供給的不均。
尤其，為了微小化所噴出的液滴，需要減小包括貯存器18的墨水流路整體，但是若減小貯存器18則相對(duì)貯存器18內(nèi)的墨水的流動(dòng)的阻力變大，從而墨水向腔103的供給效率變差。但是，若適用實(shí)施方式1的液滴噴出頭10，則向各噴嘴的墨水供給效率提高。
實(shí)施方式2.
圖7(A)是實(shí)施方式2的液滴噴出頭10的剖面圖，圖7(B)是從上觀察實(shí)施方式2的液滴噴出頭10的貯存器18、腔103及噴嘴部100的圖。
如圖所示，在實(shí)施方式2中，多個(gè)貯存器18配置成鋸齒狀。由于貯存器18使材料供給口17存在的一側(cè)背靠背而配置，因此腔103配置在貯存器18的左右兩側(cè)。
各自的貯存器18的形狀與實(shí)施方式1相同，與從材料供給口17朝向腔103的方向1垂直的方向2上的、與材料供給口17的距離越長(zhǎng)的腔103，方向1上的與材料供給口17的距離越短。
根據(jù)實(shí)施方式2，與實(shí)施方式1相同，與一個(gè)貯存器18連接的各自腔103的墨水供給效率大致成為恒定，由此能夠降低向各噴嘴的材料供給的不均。另外，由于將貯存器18以使材料供給口17存在的一側(cè)背靠背的方式配置成鋸齒狀，因此能夠高密度地配置貯存器18。
權(quán)利要求
1.一種液滴噴出頭，其特征在于，具備噴嘴部，其噴出液體材料；液室，其與所述噴嘴部連通，且接受來(lái)自外部的壓力而向所述噴嘴部供給所述液體材料；貯存室，其經(jīng)由多個(gè)墨水供給路與多個(gè)所述液室連通，且向所述多個(gè)液室供給從外部通過材料供給口供給的所述液體材料，在以從所述材料供給口朝向所述液室的方向?yàn)榈谝环较?，以與所述第一方向垂直的方向?yàn)榈诙较?，以沿所述第一方向通過所述材料供給口的直線為第一基準(zhǔn)線，以沿所述第二方向通過所述材料供給口的直線為第二基準(zhǔn)線時(shí)，與所述第二基準(zhǔn)線的垂直距離越長(zhǎng)的液室，與所述第一基準(zhǔn)線的垂直距離越短。
2.一種液滴噴出頭，其特征在于，具備貯存室，其具有材料供給口；多個(gè)墨水供給路，其與所述貯存室連接；多個(gè)液室，其分別與所述多個(gè)墨水供給路連接；多個(gè)噴嘴部，其分別與所述多個(gè)液室連接，從所述貯存室的外周向所述多個(gè)液室中第一液室和所述多個(gè)墨水供給路中第一墨水供給路的連結(jié)部引出的法線的長(zhǎng)度比所述第一墨水供給路的長(zhǎng)度短。
3.一種液滴噴出頭，其特征在于，具備貯存室，其具有材料供給口；多個(gè)墨水供給路，其與所述貯存室連接；多個(gè)液室，其分別與所述多個(gè)墨水供給路連接；多個(gè)噴嘴部，其分別與所述多個(gè)液室連接，從所述貯存室的外周向所述多個(gè)液室中第一液室和所述多個(gè)墨水供給路中第一墨水供給路的連結(jié)部引出的法線的長(zhǎng)度、和從所述貯存室的外周向所述多個(gè)液室中第二液室和所述多個(gè)墨水供給路中第二墨水供給路的連結(jié)部引出的法線的長(zhǎng)度不相同。
4.如權(quán)利要求3所述的液滴噴出頭，其特征在于，從所述貯存室的外周向所述多個(gè)液室中第一液室和所述多個(gè)墨水供給路中第一墨水供給路的連結(jié)部引出的法線的長(zhǎng)度比所述第一墨水供給路的長(zhǎng)度短。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的液滴噴出頭，其特征在于，所述多個(gè)墨水供給路的各自長(zhǎng)度不同。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的液滴噴出頭，其特征在于，所述貯存室具有與所述多個(gè)供給路連接的多個(gè)連結(jié)部，所述貯存室的側(cè)面的至少一部分具有曲面，所述多個(gè)連結(jié)部形成在所述曲面上。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的液滴噴出頭，其特征在于，所述貯存室具有與所述多個(gè)供給路連接的多個(gè)連結(jié)部，所述貯存室的底面呈多邊形，所述貯存室的側(cè)面由多個(gè)面構(gòu)成，形成有所述多個(gè)連結(jié)部中第一連結(jié)部的所述多個(gè)面中的任一面、和形成有所述多個(gè)連結(jié)部中第二連結(jié)部的所述多個(gè)面中的任一面不相同。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的液滴噴出頭，其特征在于，包括多個(gè)所述貯存室。
9.如權(quán)利要求8所述的液滴噴出頭，其特征在于，所述多個(gè)貯存室配置成鋸齒狀。
10.一種液滴噴出裝置，其具備如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的液滴噴出頭。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液滴噴出頭，其降低向液滴噴出頭的各噴嘴的材料供給的偏差。具備噴嘴部(100)，其噴出液滴；腔(103)，其與噴嘴部(100)連通，且接受來(lái)自外部的壓力并向噴嘴部(100)供給液體材料；貯存器(18)，其與多個(gè)腔(103)連通，且向腔(103)供給通過材料供給口(17)從外部供給的液體材料，與從材料供給口(17)朝向腔(103)的方向(1)垂直的方向(2)的、與材料供給口(17)的距離越長(zhǎng)的腔(103)，方向(1)的與材料供給口(17)的距離越短。
文檔編號(hào)B41J2/175GK101032884SQ200710085
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者小澤欣也 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社