專利名稱：液體噴射頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種向打印介質(zhì)噴射液體的液體噴射頭，具體 地涉及一種適于對(duì)液體噴射頭進(jìn)行恢復(fù)處理的液體噴射頭。
背景技術(shù)：
在噴墨打印設(shè)備中，在大多數(shù)情況下，進(jìn)行恢復(fù)處理以便 從用作液體噴射頭的打印頭排出高粘度的墨、微細(xì)氣泡等并去除附著到內(nèi)部形成有噴射口的表面的雜質(zhì)、墨霧(ink mist )等。 進(jìn)行恢復(fù)處理來(lái)保持打印頭的噴墨狀況良好。抽吸操作、預(yù)噴 射操作、擦拭操作等是已知的恢復(fù)處理。通過(guò)蓋住打印頭的噴射口形成面并使用抽吸泵等在蓋內(nèi)形成負(fù)壓來(lái)進(jìn)行抽吸操作。 因而，高粘度的墨和氣泡通過(guò)打印頭的噴射口與正常的墨一起 被吸出。在預(yù)噴射操作中，不參與圖像形成的墨被噴出到除打 印介質(zhì)外的特定位置。而后，通過(guò)打印頭中的噴射口排出高粘 度的墨和氣泡。如果在抽吸操作中不同顏色的墨在蓋中混合， 則進(jìn)行預(yù)噴射操作來(lái)從打印頭中去除顏色混合的墨。通過(guò)用刮 片(blade)擦拭形成有噴射口的打印頭的表面來(lái)進(jìn)行擦拭操作。 這去除了附著到形成有噴射口的表面的雜質(zhì)、墨霧等。如果噴墨后打印頭的噴嘴中殘留有氣泡(下面稱為噴嘴氣 泡)，在形成下一圖像的噴墨過(guò)程中，噴出壓力可能會(huì)被氣泡吸 收。這可能會(huì)引起如不噴出、噴射方向偏移或噴液量低于適當(dāng) 值等現(xiàn)象。這可能會(huì)降低墨撞擊打印介質(zhì)的預(yù)定位置的精度。 結(jié)果，由打印得到的圖像的品質(zhì)可能會(huì)降低。為了防止氣泡如 上所述地殘留在氣泡室內(nèi)，作為恢復(fù)處理的一個(gè)例子，傳統(tǒng)的 方法可能為基于負(fù)壓進(jìn)行抽吸操作而后進(jìn)行預(yù)噴射操作。然而，利用這種傳統(tǒng)的恢復(fù)處理，抽吸操作可能不利地包 括大量廢墨并使可用于打印的墨中的大部分被排出。因而，提 出了多種恢復(fù)處理方法來(lái)減少恢復(fù)處理中產(chǎn)生的廢墨的量。在例如日本特開(kāi)平06-246931(1994)號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了使用 這種恢復(fù)處理的噴墨打印設(shè)備。在預(yù)噴射期間，日本特開(kāi)平 06-246931 (1994)號(hào)公報(bào)中的噴墨打印設(shè)備根據(jù)如墨的種類和 打印頭內(nèi)的溫度等條件調(diào)整噴墨的次數(shù)。首先，在預(yù)噴射期間 確定墨的種類、打印頭內(nèi)的溫度等。而后，根據(jù)這些條件從存 儲(chǔ)器中讀取噴出滴數(shù)。而后根據(jù)設(shè)定的噴出滴數(shù)進(jìn)行預(yù)噴射。 這抑制了產(chǎn)生過(guò)多量的廢墨，從而允許適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行預(yù)噴射。日本特開(kāi)2004-090292號(hào)公報(bào)公開(kāi)了包括具有不同噴墨量 的多個(gè)噴射口的噴墨打印設(shè)備，該設(shè)備在每個(gè)噴射口預(yù)噴射期 間，根據(jù)通過(guò)噴射口噴出的墨量調(diào)整能量元件的驅(qū)動(dòng)條件。曰 本特開(kāi)2004-090292號(hào)公報(bào)公開(kāi)了用于設(shè)定待調(diào)整的驅(qū)動(dòng)條件 的方法，驅(qū)動(dòng)條件具體為噴出的滴數(shù)、噴出頻率和噴出間隔。 因而，為具有不同特性的噴射口設(shè)置合適的驅(qū)動(dòng)條件允許減少預(yù)噴射所需的墨量。但是，如果通過(guò)進(jìn)行抽吸操作并而后進(jìn)行預(yù)噴射操作來(lái)執(zhí)行用于去除殘留在噴嘴中的氣泡的恢復(fù)處理，恢復(fù)處理不可避 免地要消耗墨。因而，需要不消耗墨的從噴嘴中去除氣泡的恢 復(fù)處理。關(guān)于與恢復(fù)處理相關(guān)的墨消耗，已提出 一 種在抑制墨消耗 的同時(shí)進(jìn)行恢復(fù)處理的方法，該方法加熱打印頭來(lái)產(chǎn)生氣泡并 使氣泡膨脹，從而使氣泡從氣泡室向供墨口移動(dòng)，并因而從氣 泡室去除氣泡。因而，從氣泡室去除氣泡從而允許墨被順利地 噴出。該方法還允許在不消耗墨的情況下進(jìn)行噴嘴恢復(fù)處理， 從而降低消耗的墨量。然而，可以對(duì)以下打印頭使用上述使氣泡室內(nèi)的氣泡膨脹并使氣泡向供墨口移動(dòng)的恢復(fù)處理在該打印頭中沿與供墨口 延伸的方向平行的方向配置多個(gè)噴射口以形成噴射口列。于此， 本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了以下問(wèn)題。如果在以下打印頭中執(zhí)行恢 復(fù)處理該打印頭包括形成在其中的噴射口列，該噴射口列與 供墨口的延伸方向平行地延伸，則當(dāng)在噴嘴中產(chǎn)生的膨脹氣泡 朝供墨口移動(dòng)時(shí)，該氣泡可能與相鄰的噴嘴中產(chǎn)生的另 一氣泡 結(jié)合。而后，氣泡的結(jié)合可能會(huì)導(dǎo)致氣泡殘留在氣泡室的內(nèi)部， 因而影響噴墨。發(fā)明內(nèi)容因而，鑒于上述情況，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種液 體噴射頭，該液體噴射頭包括被配置而形成噴射口列的多個(gè)噴 射口，并且在使氣泡膨脹并朝供墨口移動(dòng)的恢復(fù)處理之后，該 液體噴射頭允許從噴嘴中順利地去除氣泡。本發(fā)明的第一方面是一種液體噴射頭，其包括多個(gè)噴嘴， 每個(gè)噴嘴包括能量作用室；打印元件，該打印元件位于所述 能量作用室中以產(chǎn)生施加到被存儲(chǔ)在所述能量作用室中的液體 的能量；噴射口，該噴射口與所述能量作用室連通，通過(guò)該噴 射口噴出凈皮所述打印元件施加能量的液體；以及液體通道，經(jīng) 由供液口供給并存4諸在所述能量作用室中的液體流過(guò)該液體通 道，其中，在所述供液口和所述液體通道之間設(shè)置多個(gè)噴嘴過(guò) 濾器，使得通過(guò)所述供液口供給到所述能量作用室的液體在所 述噴嘴過(guò)濾器之間通過(guò)，從而從液體中分離液體含有的雜質(zhì)， 當(dāng)所述噴嘴過(guò)濾器和所述液體通道中的與所述供液口最接近的 液體通道入口之間的在/人所述供液口朝向所述噴射口的方向上 的距離被定義為L(zhǎng) i,所述噴嘴過(guò)濾器之間的距離被定義為L(zhǎng) 2時(shí)，Li和L2之間的關(guān)系滿足Li SL2。
本發(fā)明的第二方面是一種液體噴射頭，其包括多個(gè)噴嘴， 每個(gè)噴嘴包括能量作用室；打印元件，該打印元件位于所述 能量作用室中以產(chǎn)生施加到被存儲(chǔ)在所述能量作用室中的液體 的能量；噴射口，該噴射口與所述能量作用室連通，通過(guò)該噴 射口噴出凈皮所述打印元件施加能量的液體；以及液體通道，經(jīng)
由供液口供給并存儲(chǔ)在所述能量作用室中的液體流過(guò)該液體通 道，其中，在所述供液口和所述液體通道之間設(shè)置多個(gè)噴嘴過(guò) 濾器，使得通過(guò)所述供液口供給到所述能量作用室的液體在所 述噴嘴過(guò)濾器之間通過(guò)，從而從液體中分離液體含有的雜質(zhì)，
所述噴嘴過(guò)濾器和所述液體通道中的與所述供液口最接近的液 體通道入口之間的通道中的流阻比所述噴嘴過(guò)濾器之間的通道 中的流阻高。
本發(fā)明可以提供一種液體噴射頭，其包括被設(shè)置從而形成 噴射口列的多個(gè)噴射口 ，在使氣泡膨脹并朝供墨口移動(dòng)的恢復(fù) 處理之后，該液體噴射頭允許從噴嘴中順利地去除該氣泡。
從以下(參照附圖)對(duì)典型實(shí)施方式的說(shuō)明中，本發(fā)明的 其他特征將變得明顯。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的打印設(shè)備的俯視圖； 圖2A是從斜下方觀察的安裝在圖l中的打印設(shè)備中的打印
頭的立體圖，圖2B是從斜上方觀察的安裝在圖l中的打印設(shè)備
中的打印頭的立體圖3A是從斜下方觀察的圖2A和圖2B中的打印頭的分解立
體圖，圖3B是從斜上方觀察的圖2A和圖2B中的打印頭的分解立
體圖；圖4是圖2A和圖2B中的打印頭的噴射口形成面的俯視圖5是圖4中的打印頭的主要部分的放大剖視圖6A至圖6C是示出在圖5中的打印頭中的執(zhí)行恢復(fù)處理時(shí)
觀察到的氣泡運(yùn)動(dòng)的圖7A是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的打印頭的俯視圖，圖7B
是沿圖7A中的VIIB-VIIB線截取的圖7A中的打印頭的剖視圖； 圖8是用于與根據(jù)本發(fā)明的打印頭進(jìn)行比較的比較例中的
打印頭的噴射口形成面的俯視圖9是圖8中的打印頭的主要部分的放大剖視圖IOA至圖IOC是示出在圖9中的打印頭中執(zhí)行恢復(fù)處理時(shí)
觀察到的氣泡移動(dòng)的圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
首先，將說(shuō)明一種打印設(shè)備的構(gòu)造，該打印設(shè)備是使用根 據(jù)本實(shí)施方式的打印頭的噴墨打印設(shè)備。根據(jù)本實(shí)施方式的打 印設(shè)備l被構(gòu)造成允許在其內(nèi)部安裝打印頭H1001 ，該打印頭 H1001是盒式噴墨打印頭。圖l是基于根據(jù)本實(shí)施方式的噴墨方 案的打印設(shè)備l的俯視圖。
圖l所示的打印設(shè)備l基于串行掃描方案?；?02被支撐從 而可沿導(dǎo)軸103往復(fù)移動(dòng)，該導(dǎo)軸103沿打印i殳備l的主掃描方向
(圖1所示的箭頭A的方向)延伸并且被安裝在設(shè)備主體中?；?架102由主掃描馬達(dá)104經(jīng)由包括馬達(dá)皮帶輪(pulley) 105、從 動(dòng)皮帶輪106、同步帶107等的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。這允許控制滑架 102的位置及滑架102的移動(dòng)。此外，在滑架102上設(shè)置原始位置
(home position )傳感器。因而，滑架102上的原始位置傳感器 130在通過(guò)遮蔽板136的位置時(shí)感測(cè)到通過(guò)了遮蔽板136。原始位置傳感器130因而能感測(cè)到滑架102在原始位置處。
諸如打印片材或塑料薄片等打印介質(zhì)被放置在打印設(shè)備l 中設(shè)置的片材進(jìn)給托盤上。然后由進(jìn)給輥沿圖1中箭頭B所示的 副掃描方向輸送打印介質(zhì)。片材進(jìn)給馬達(dá)135的驅(qū)動(dòng)經(jīng)由齒輪使 搓紙輥(pickup roller) 131轉(zhuǎn)動(dòng)，使打印介質(zhì)108與剩余的打印 介質(zhì)分離，并從自動(dòng)片材進(jìn)給器(ASF) 132進(jìn)給分離出的打印 介質(zhì)108。然后，使輸送輥109旋轉(zhuǎn)以輸送打印介質(zhì)108(副掃描) 通過(guò)與打印頭H1001的噴射口面相對(duì)的位置(打印區(qū)域)。通過(guò) 旋轉(zhuǎn)LF (Line Feed,換行)馬達(dá)134經(jīng)由齒4侖^走轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輸送輥 109。此時(shí)，紙端傳感器133判定是否有打印介質(zhì)被進(jìn)給，并判 定片材進(jìn)給的頭端位置(head position )。打印介質(zhì)108經(jīng)過(guò)紙端 傳感器133時(shí)進(jìn)行這些判定。紙端傳感器133還感測(cè)打印介質(zhì)108 的尾端的實(shí)際位置。紙端傳感器133還用于基于打印介質(zhì)108的 實(shí)際尾端判定當(dāng)前打印位置。
打印設(shè)備1重復(fù)打印操作和在副掃描方向以與打印操作用 打印寬度對(duì)應(yīng)的輸送距離輸送片材的輸送操作，從而在片材上 順次打印圖像。在使打印頭在主掃描方向移動(dòng)的同時(shí)，通過(guò)向 臺(tái)板上的打印介質(zhì)108的打印區(qū)域噴墨來(lái)進(jìn)行打印操作。
本發(fā)明還可用于全行型打印設(shè)備，該設(shè)備使用在打印介質(zhì) 的沿打印介質(zhì)的寬度方向的整個(gè)區(qū)域上延伸的長(zhǎng)打印頭。
打印期間，打印介質(zhì)108的背面由臺(tái)板(圖中未示出)支撐，
位成從滑架102向下突出。打印頭H100H皮保持在滑架102中， 使得在兩對(duì)輸送輥之間，噴射口面與打印介質(zhì)108上的打印區(qū)域 相對(duì)且與該打印區(qū)域平行。因而，打印頭H1001被可更換地安 裝并定位在圖l中的打印設(shè)備1的滑架102上?；?02包括電連
9接部，該電連4妻部經(jīng)由打印頭HI001上的外部信號(hào)輸入端子將 驅(qū)動(dòng)信號(hào)等傳送到各噴射部。打印頭H1001被安裝在滑架102 上，使得噴射口的配置方向與滑架102的主掃描方向正交。
圖2A和圖2B示出經(jīng)由滑架102被安裝在打印設(shè)備1中的整 個(gè)打印頭H1001的立體圖。圖2A示出從斜下方觀察的打印頭 Hl001的立體圖。圖2B示出從斜上方觀察的打印頭H1001的立 體圖。圖3A和3B示出分解成多個(gè)組件的打印頭H1001的立體 圖。圖3A示出從斜下方觀察的打印頭H1001的立體圖。圖3B示 出從斜上方觀察的打印頭H1001的立體圖。將參照這些附圖說(shuō) 明打印頭HIOOI。
根據(jù)本實(shí)施方式的作為噴墨打印頭的打印頭H1001基于氣 泡噴射(bubble jet)(注冊(cè)商標(biāo))方案并4吏用電熱轉(zhuǎn)換元件， 該電熱轉(zhuǎn)換元件響應(yīng)電信號(hào)產(chǎn)生以 <吏氣泡室(bubbling chamber)內(nèi)部的墨膜沸騰所需的熱量。此外，根據(jù)本實(shí)施方式 的打印頭H1001是^皮稱為側(cè)射式(side shooter type )的打印頭， 其中每個(gè)電熱轉(zhuǎn)換元件的位置與對(duì)應(yīng)的噴射口相對(duì)，通過(guò)該噴 射口噴射墨滴。
如圖3A的分解立體圖所示，根據(jù)本實(shí)施方式的打印頭 H1001包括打印元件基板H1101、電配線帶H1301和墨供給保持 構(gòu)件H1501。如圖3B的分解立體圖所示，根據(jù)本實(shí)施方式的打 印頭H1001還包括過(guò)濾器H1701 、 H1702和H1703 、墨吸收體 H1601、 H1602和H1603、蓋構(gòu)件H1901和密封構(gòu)件H1801 。
為了進(jìn)行配給，將保護(hù)帶(圖中未示出)貼附著并粘接到 打印頭H1001的噴射口面的前表面，,人而堵塞上述盒式打印頭 H1001的打印元件基板H1101中形成的噴射口 。因而，密封打印 頭H1001從而防止打印頭H1001的墨供給保持構(gòu)件H1501中填 充的墨/人打印頭H1001的噴射口泄漏。此處，^L明可以噴射三種類型的墨的打印頭的構(gòu)造。但是，根據(jù)本發(fā)明的打印頭不限 于該方案。所需的墨類型的數(shù)目可以不是三種，而是四種以上、 或兩種以下。此外，墨的顏色不限于黃色、青色和品紅色，也 可以使用任意顏色的墨。墨不一定要顯影用于打印的顏色，其 可以是用于處理墨或打印介質(zhì)的液體。此處，墨或打印介質(zhì)的 處理是指，例如，通過(guò)提高提供給打印介質(zhì)的墨中的色材的內(nèi)
聚或不溶解性來(lái)提高色材的固著性(fixability )，提高打印品質(zhì) 或顯色能力，以及提高圖像耐久性等。
如圖2A所示，根據(jù)本實(shí)施方式的打印頭H1001包括安裝引 導(dǎo)部H1560和接合部H1930。安裝引導(dǎo)部H1560被形成為用于將 被安裝的打印頭H1001引導(dǎo)到噴墨打印設(shè)備主體中的滑架102 的安裝位置，以使打印頭H1001被精確地安裝到打印設(shè)備1中的 預(yù)定位置。當(dāng)打印頭H1001被安裝到打印設(shè)備主體時(shí)，接合部 H1930與頭設(shè)定桿(head set lever )接合，因而將打印頭HIOOI 固定安裝到滑架102上。打印頭H1001還包括用于主掃描方向的 抵接部H1570，用于副掃描方向的抵接部H1580和用于噴墨方向 的抵接部H1590;在安裝引導(dǎo)部H1560附近設(shè)置抵接部H1570、 H1580和H1590。形成抵接部H1570、 Hl 580和H1590以使打印頭 H1001被置于滑架102的預(yù)定安裝位置。抵接部H1590允許打印 頭H1001相對(duì)于滑架102^皮定位。因而，電配線帶H1301上的外 部信號(hào)輸入端子H1302精確地與設(shè)置在滑架中的電連接部的觸 針(contact pins ) 電接角蟲(chóng)。
現(xiàn)在，將說(shuō)明打印頭H1001的構(gòu)造。
圖4示出根據(jù)本實(shí)施方式的打印頭H1001的噴射口形成面 的示意性俯視圖，在該形成面中形成有噴射口 。圖4所示的打印 頭H1001的噴射口形成面包括在從箭頭C的方向觀察圖2A中的 打印頭H1001時(shí)，觀察到的打印元件基板H1101上的噴射口的配
ii置。圖4所示的噴射口形成面的示意性俯視圖實(shí)際上示出供墨口
307。供墨口 307形成在打印元件基板H1101中。墨供給保持構(gòu) 件H1501中存儲(chǔ)的墨經(jīng)由各個(gè)供墨口 307被供給到各噴嘴310。 各供墨口 307均具有在副掃描方向延伸較長(zhǎng)的大致長(zhǎng)方形形狀。 在打印元件基板H1101中形成三列供墨口 307。打印頭H1001包 括兩種類型的噴射口 203和204;通過(guò)各第 一噴射口 203噴出相對(duì) 大量的墨，通過(guò)各第二噴射口 204噴出相對(duì)少量的墨。在本實(shí)施 方式中，第一噴射口 203被形成為能噴出5pl (微微升)的液滴。 第一噴射口 203^皮配置為與供墨口 307平行從而形成第 一噴射口 列201。第二噴射口 204被形成為能噴出2pl的液滴。第二噴射口 204被配置成與供墨口 307平行從而形成第二噴射口列202。
在這種情況下，對(duì)于構(gòu)成各噴射口列201和202的所有噴 射口 ，通過(guò)噴射口噴出的墨滴的量不是必須為嚴(yán)格的5pl或2pl。 各噴射口列中的噴射口的尺寸僅需要適合于噴出大致為約5pl 或2pl的液滴即可。所有的噴射口列201和202與供墨口 307的延 伸方向平行地延伸。三列供墨口 3 0 7獨(dú)立地被連接到各個(gè)墨容器 部。因而，三個(gè)墨容器部中分別存儲(chǔ)不同類型的墨允許將不同 類型的墨供給三列供墨口 307。結(jié)果，可通過(guò)連接到三列供墨口 307的噴射口供應(yīng)不同類型的墨。在本實(shí)施方式中，設(shè)置將通過(guò) 噴射口噴出的青色、品紅色和黃色三種類型顏色的墨。每次噴
射通過(guò)噴射口噴出的墨的量不限于5pl或2pl?？梢栽O(shè)定不同的 噴出量。
圖5為示出作為形成在打印頭H1001中的第一噴射出列201 和第二噴射口列202之一的其中一個(gè)第二噴射口列202的放大的 主要部分的噴嘴形狀的剖視圖。此處，以示例的方式示出第二 噴射口列302。除了相關(guān)部分的尺寸外，第一噴射口列201的結(jié) 構(gòu)與第二噴射口列202的結(jié)構(gòu)相同。構(gòu)成第二噴射口列202的各噴射口 302均形成為具有能使2pl的墨滴通過(guò)噴射口 302噴出的面積。具體地，噴射口 302的截面^皮形成為直徑為10.4ium的圓形。與墨噴射口 302連通的氣泡室303、墨通道304和電熱轉(zhuǎn)換元件301被形成為具有適合于2pl的噴墨量的尺寸。具體地，氣泡室303形成為具有22ium的寬度。墨通道304形成為具有11 )um的寬度。
打印頭HIOOI包括噴射口列201和202以及多個(gè)噴嘴310。每個(gè)噴嘴310包括用作能量作用室的氣泡室303;用作打印元件的電熱轉(zhuǎn)換元件301;噴射口 302,其中墨通過(guò)該噴射口噴出；以及用作液體通道的墨通道304。在氣泡室303的內(nèi)部臨時(shí)地存儲(chǔ)墨，該墨即為通過(guò)噴射口 302噴出的液體。電熱轉(zhuǎn)換元件301位于氣泡室303中，用于產(chǎn)生向氣泡室303中存儲(chǔ)的墨施加的能量。噴射口 302與氣泡室303連通。由電熱轉(zhuǎn)換元件301施加了能量的墨通過(guò)噴射口 302被噴出。經(jīng)由作為液體供給口的供墨口307供給并暫時(shí)存儲(chǔ)在氣泡室303中的墨通過(guò)墨通道304被供給到氣泡室303中。
電熱轉(zhuǎn)換元件301位于與噴射口 302相對(duì)的氣泡室303的內(nèi)部。電熱轉(zhuǎn)換元件301的形狀類似為13^imx22.4fim的長(zhǎng)方形。墨通道304形成為與共用液室305連通。共用液室305的位置比供墨口 307靠近與墨噴出的方向?qū)?yīng)的前表面?zhèn)?。共用液?05形成為覆蓋供墨口 307。
現(xiàn)在將說(shuō)明噴嘴過(guò)濾器的配置。
噴嘴過(guò)濾器306位于處于共用液室305內(nèi)部且在供墨口 307外部的區(qū)域中。多個(gè)噴嘴過(guò)濾器306被配置在供墨口 307與墨通道304之間。為以下目的設(shè)置噴嘴過(guò)濾器306。通過(guò)供墨口307供給到氣泡室3 0 3的墨在噴嘴過(guò)濾器3 06之間通過(guò)，使得噴嘴過(guò)濾器306能從墨中分離墨中含有的雜質(zhì)。也就是，如果通過(guò)供墨口 307供給到噴嘴的墨中含有污物等，噴嘴過(guò)濾器306能捕獲該污物。也就是，設(shè)置噴嘴過(guò)濾器306以例如抑制墨中的污物等流入噴嘴310。
在本實(shí)施方式中，噴嘴過(guò)濾器306是直徑為14pm的圓柱。在本實(shí)施方式中，每個(gè)噴嘴310形成兩個(gè)噴嘴過(guò)濾器306。也就是，為每個(gè)噴嘴310分配兩個(gè)噴嘴過(guò)濾器306。
此處，在根據(jù)本實(shí)施方式的噴嘴310中，噴嘴過(guò)濾器306和作為液體通道入口的墨通道入口 311之間在供墨方向上的距離被定義為L(zhǎng)p其中墨從供墨口 307通過(guò)該墨通道入口 311被供給到噴嘴310中。相鄰的噴嘴過(guò)濾器306之間的距離被定義為L(zhǎng)2。此處，供墨方向指的是從供墨口 307朝向噴射口 302的方向。在這種情況下，將噴嘴310和噴嘴過(guò)濾器306配置和形成為滿足L^L2的關(guān)系。在本實(shí)施方式中，墨通道入口 311是墨通道304的最靠近供墨口 307的部分。在本實(shí)施方式中，:U是6^im,L2是7fim。
由于噴嘴過(guò)濾器3 0 6的 一 個(gè)目的是捕獲可能阻塞噴射口 3 0 2的污物，所以期望Li和L2都要小于構(gòu)成噴射口列201和202的多個(gè)噴射口的所有噴嘴的噴射口直徑。在本實(shí)施方式中，由于滿
足關(guān)系I^^L2，如果L2小于噴射口直徑，則"和L2都小于都噴
射口直徑。因而，在本實(shí)施方式中，當(dāng)將噴射口的噴射口直徑
定義為d時(shí)，所有噴嘴都滿足L2〈d的關(guān)系。
現(xiàn)在，將說(shuō)明使用根據(jù)本實(shí)施方式的打印頭HIOOI的恢復(fù)處理。
首先，由短脈沖將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給電熱轉(zhuǎn)換元件301，從而防止墨通過(guò)噴射口被噴出。因而，氣泡室303中的墨被加熱。當(dāng)氣泡室303中的墨的溫度因而升高時(shí)，殘留在氣泡室303中的氣泡膨脹，該膨脹的氣泡將對(duì)墨噴射產(chǎn)生影響。
此處，為了產(chǎn)生防止墨通過(guò)噴射口泄漏所需的負(fù)壓，作為海綿狀多孔構(gòu)件的墨吸收體H1601 、 H1602和H1603被收容在容納墨的墨供給保持構(gòu)件H1501中。供墨口 307經(jīng)由墨通道304連接到墨供給保持構(gòu)件H1501內(nèi)部。因而，墨供給保持構(gòu)件H1501的內(nèi)部的壓力小于氣泡室303的內(nèi)部的壓力。因而，氣泡在膨脹時(shí)被推向低壓側(cè)。此外，膨脹的氣泡更可能受到壓力差的影響。因此，氣泡從氣泡室303朝向供墨口 307移動(dòng)。
在本實(shí)施方式的情況下，當(dāng)打印頭H100H皮安裝在滑架上時(shí)，打印頭H1001 —般被安裝成在鉛直方向上朝向下方，使得打印頭H1001中的噴射口與位于打印頭下方的打印介質(zhì)相對(duì)。因而，墨通道從供墨口 307向上并朝向墨供給保持構(gòu)件H1501延伸。當(dāng)氣泡到達(dá)供墨口 307時(shí)，由于墨通道向上延伸到墨供給保持構(gòu)件Hl 501,氣泡不僅因?yàn)樯鲜龅蛪翰糠值奈€因?yàn)闅馀莸母×Χ仙?。因而氣泡朝墨供給保持構(gòu)件H1501移動(dòng)。打印過(guò)程中，已經(jīng)經(jīng)過(guò)供墨口 307的氣泡不再影響墨的噴出。
在根據(jù)本實(shí)施方式的打印頭中，噴嘴過(guò)濾器306和噴嘴310之間的位置關(guān)系是噴嘴310和噴嘴過(guò)濾器306被配置成滿足Lt《L2的關(guān)系。此處，墨通道入口 311和噴嘴過(guò)濾器306之間的距離k與墨通道入口 311與噴嘴過(guò)濾器306之間的通道的寬度對(duì)應(yīng)，如圖5所示。此外，在本實(shí)施方式中，每個(gè)噴嘴形成兩個(gè)噴嘴過(guò)濾器3 0 6,噴嘴過(guò)濾器3 0 6之間的距離L 2與該兩個(gè)噴嘴過(guò)濾器306之間的距離對(duì)應(yīng)。因而，墨通道入口311和噴嘴過(guò)濾器306之間的通道中的流阻高于噴嘴過(guò)濾器306之間的通道中的流阻。結(jié)果，墨流過(guò)噴嘴過(guò)濾器306之間的通道，而不是流過(guò)墨通道入口 311和噴嘴過(guò)濾器306之間的通道。因而，與墨通道入口311和噴嘴過(guò)濾器306之間的通道相比，在氣泡室303內(nèi)部形成并膨脹的氣泡更可能通過(guò)噴嘴過(guò)濾器3 0 6之間的通道移動(dòng)。
如此，氣泡經(jīng)過(guò)噴嘴過(guò)濾器306之間，而不經(jīng)過(guò)墨通道入口311和噴嘴過(guò)濾器306之間的通道。因而，從特定噴嘴310中的氣泡室303朝向供墨口 307移動(dòng)時(shí)，氣泡移動(dòng)到供墨口 307，而不與來(lái)自與該特定噴嘴310相鄰的噴嘴的另一氣泡結(jié)合。因此，來(lái)自特定噴嘴的氣泡朝向供墨口 3 0 7移動(dòng)，同時(shí)防止了該氣泡與在鄰
近該特定噴嘴的噴嘴中產(chǎn)生的另一氣泡結(jié)合。因而，防止氣泡移動(dòng)時(shí)與來(lái)自相鄰噴嘴的氣泡結(jié)合。這防止了在其它情況下結(jié)合的氣泡殘留在噴嘴310內(nèi)。結(jié)果，在根據(jù)本實(shí)施方式的打印頭中，氣泡高效地離開(kāi)噴嘴310，從而允許在噴嘴的內(nèi)部順利地進(jìn)行恢復(fù)處理。
可以如上所述地進(jìn)行加熱墨以膨脹并移動(dòng)氣泡的恢復(fù)處理。因而，能夠去除氣泡室303內(nèi)殘留的氣泡。這防止了氣泡殘留在氣泡室303內(nèi)，允許高著落精度地完成噴墨而不受氣泡的影響。因而，打印得到的輸出圖像維持在較高的品質(zhì)。
此外，由于以上述位置關(guān)系配置噴嘴過(guò)濾器306和噴嘴310，所以能去除氣泡室中的氣泡，而不需要例如預(yù)噴射等消耗墨的另一恢復(fù)處理。因此，能減少恢復(fù)處理中消耗的墨。這減少了安裝有打印頭的打印設(shè)備的使用成本。因此，能提供操作成本減少的打印設(shè)備。此外，能使廢墨的量最少，允許提供環(huán)境友好型打印設(shè)備。
此外，在構(gòu)成噴射口列的多個(gè)噴射口的所有噴嘴中，Li和L2都被設(shè)定為小于噴射口直徑。因而，噴嘴過(guò)濾器捕獲具有能堵塞噴射口從而影響墨噴出的尺寸的污物等。因此，防止長(zhǎng)度大于L2的污物等流入氣泡室。結(jié)果，抑制具有能堵塞噴射口302從而影響墨通過(guò)噴射口 302噴出的尺寸的雜質(zhì)流入氣泡室303。因而這種尺寸的雜質(zhì)不太可能出現(xiàn)在氣泡室303的內(nèi)部。利用如上形成的噴嘴過(guò)濾器，如果氣泡室的內(nèi)部出現(xiàn)例如污物等雜質(zhì)，該雜質(zhì)的尺寸也會(huì)大到以影響噴射。因此，這些雜質(zhì)被認(rèn)為是
16對(duì)打印幾乎沒(méi)有不利影響，并且不需要用于去除這些雜質(zhì)的恢 復(fù)處理。因而，如果不進(jìn)行例如預(yù)噴射等其它恢復(fù)處理，也會(huì) 防止墨噴出受到氣泡室內(nèi)部的如污物等雜質(zhì)的影響。因而，可 以防止墨著落精度被氣泡室內(nèi)部的如污物等雜質(zhì)降低。此外， 由于不再需要如預(yù)噴射等恢復(fù)處理，所以能夠減少相關(guān)的墨消 耗。
除了如在本實(shí)施方式的情況下的使氣泡膨脹并從噴嘴移動(dòng) 的上述恢復(fù)處理之外，可以執(zhí)行如預(yù)噴射等其它恢復(fù)處理。
現(xiàn)在，將說(shuō)明以下試驗(yàn)的結(jié)果在該試驗(yàn)中，應(yīng)用具有上 述打印頭的打印設(shè)備以檢驗(yàn)恢復(fù)性。
首先，為了有意在根據(jù)本實(shí)施方式的打印頭中的氣泡室的 內(nèi)部產(chǎn)生噴嘴氣泡，向根據(jù)本實(shí)施方式的打印頭H1001的背面 施加加速度為約30G的沖擊。隨后，通過(guò)加熱打印頭而膨脹和
復(fù)處理。具體地，這種不足以使墨噴出的短脈沖被施加到電熱 轉(zhuǎn)換元件301,以加熱墨直到墨的溫度達(dá)到90。C。而后保持該 溫度20秒。然后，對(duì)打印頭H1001進(jìn)行恢復(fù)處理，然后該打印 頭H1001用于執(zhí)行打印。使用的打印圖案是格線(ruled lines )、 文本等的混合。結(jié)果，沒(méi)有觀察到由殘留在氣泡室303中的氣泡 引起的不噴射或墨噴出方向的偏移。
隨后，觀察執(zhí)行了恢復(fù)處理的打印頭H1001的噴嘴氣泡情 況。圖6A至6C示出該情況下打印頭HIOOI中的噴嘴310的剖視 圖。如圖6A所示，在加熱打印頭H1001內(nèi)的氣泡室303的內(nèi)部之 前，在氣泡室303中觀察到因沖擊產(chǎn)生的噴嘴氣泡308。然后， 隨著氣泡室303被加熱到較高的溫度，觀察到氣泡室303中的噴 嘴氣泡308逐漸增大，如圖6B所示。當(dāng)打印頭H1001的溫度達(dá)到 90。C時(shí)，長(zhǎng)尺的氣厄3U8通遼W卩銜遼農(nóng)
17墨口 307移動(dòng)，如圖6C所示。最后，觀察到膨脹的氣泡經(jīng)過(guò)供 墨口 307并被回收的現(xiàn)象。
與噴嘴過(guò)濾器3 06之間的位置關(guān)系為使得噴嘴310和噴嘴過(guò)濾器 306被配置成滿足"S L2的關(guān)系。該位置關(guān)系被認(rèn)為使因加熱而 長(zhǎng)大的噴嘴氣泡3 0 8朝向噴嘴過(guò)濾器3 0 6之間的提供較低的流阻 的區(qū)域移動(dòng)，而不是朝向墨通道入口 311與噴嘴過(guò)濾器3 0 6之間 的提供較高的流阻的區(qū)域移動(dòng)。
圖7A示出氣泡的體積達(dá)到最大值的瞬間。圖7B是沿圖7A 的線VIIB-VIIB截取的圖7A的打印頭的剖視圖。此處，體積最 大的氣泡312的在墨通道入口 311和噴嘴過(guò)濾器306之間并朝向 相鄰的噴嘴生長(zhǎng)的部分的體積被定義為V。相鄰噴嘴的墨通道 入口 311之間的-巨離凈皮定義為L(zhǎng)。氣泡的在朝向相鄰噴嘴的方向 上距墨通道入口311的氣泡長(zhǎng)度被定義為L(zhǎng)3。如圖7B所示，在 供墨口 307和可出現(xiàn)墨的墨通道之間的區(qū)域，從打印元件基板 H1101的前表面到墨通道的頂面(ceiling)的高度^皮定義為H。
此處，當(dāng)以下公式成立時(shí)，來(lái)自相鄰噴嘴的氣泡不會(huì)在氣 泡達(dá)到最大值時(shí)相互結(jié)合。
(H x L x LO / 2 〉 V…(公式1)
也就是，公式1變換成的公式2成立時(shí)，氣泡不會(huì)相互結(jié)合。 L > (2V / (HxL!))...(公式2)
在該/>式中，V是長(zhǎng)方形的體積的近似值，具體地， x H x L3。因而，假設(shè)L3〈L/2,則來(lái)自相鄰噴嘴的氣泡不會(huì) 相互結(jié)合。因此，得到公式l。來(lái)自相鄰噴嘴的氣泡不能相互結(jié)2。
(比較例)現(xiàn)在，將說(shuō)明用于與根據(jù)本發(fā)明的打印頭進(jìn)行比較的比較
例。圖8、 9、 IOA、 10B和10C是示出比較例中的打印頭的噴嘴 部的示意圖。圖8是示出從打印介質(zhì)的方向觀察打印頭H1002的 打印元件基板H1102時(shí)，觀察到的噴射口的配置的圖。圖8還示 出了比較例中的打印頭的噴射口的位置。
比較例中的打印頭H1002包括兩種類型的噴射口 ，即均噴 出相對(duì)大量的墨的第 一 噴射口和均噴出相對(duì)少量的墨的第二噴 射口。在比較例中，第一噴射口被形成為能噴出5pl的液滴。與 供墨口平行地配置第一噴射口以形成第一噴射口列401。第二噴 射口被形成為能噴出2pl的液滴。與供墨口平行地配置第二噴射 口以形成第二噴射口列402。
第 一噴射口列401和第二噴射口列402經(jīng)由供墨口 507被彼 此相對(duì)地定位。在這種情況下，對(duì)于構(gòu)成每個(gè)噴射口列的所有 噴射口，通過(guò)噴射口噴出的墨滴的量不必須是5pl或2pl。每個(gè) 噴射口列中的噴射口的尺寸僅需適合于噴出大致為約5pl或2pl 的墨滴。所有的噴射口列都形成為彼此平行。可以通過(guò)三個(gè)噴 射口供給不同類型的墨。每次噴出時(shí)，通過(guò)噴射口噴出的墨量 不限于5pl或2pl。可以設(shè)置不同的噴出量。
圖9示出第二噴射口列402中的噴嘴的主要部分的放大剖禍L 圖。構(gòu)成第二噴射口列402的各墨噴射口 502均被形成為具有能 使2pl的墨滴通過(guò)墨噴射口 502被噴出的面積。具體地，墨噴射 口 502的形狀為直徑為10.4pm的圓形。與墨噴射口連通的氣泡 室503、墨通道504和電熱轉(zhuǎn)換元件501的尺寸與墨噴射口相適 應(yīng)。具體地，氣泡室503被形成為具有22pm的寬度。墨通道504 被形成為具有l(wèi)lium的寬度。電熱轉(zhuǎn)換元件501的形狀為 13pmx22.4fim的長(zhǎng)方形。墨通道504被形成為與共用液室505連 通。共用液室505的位置比供墨口 507更接近噴墨方向上的前表面?zhèn)?。共用液?05形成為覆蓋供墨口 507。
噴嘴過(guò)濾器506位于處在共用液室505的內(nèi)部且在供墨口 507的外部的區(qū)域中。噴嘴過(guò)濾器506是直徑為14pm的圓柱。每 個(gè)噴嘴形成兩個(gè)噴嘴過(guò)濾器506。設(shè)置噴嘴過(guò)濾器506,從而如 果在通過(guò)供墨口 307供到給噴嘴的墨中含有污物等，則捕獲該污 物并防止該污物流入噴嘴。
墨通道入口 511和噴嘴過(guò)濾器506之間的距離被定義為L(zhǎng)t， 相鄰的噴嘴過(guò)濾器506之間的距離被定義為L(zhǎng)2。然后，在比較例 中，使打印頭H1002形成為L(zhǎng)i為14itim并且L2為7iam。因而，在 比較例中，打印頭H1002被形成為滿足L！ 〉 L2的關(guān)系。在比較 例中，設(shè)置青色、品紅色和黃色三種類型的待噴出的墨。
打印頭H1002被用于進(jìn)行恢復(fù)處理，并且隨后檢查其恢復(fù) 性。首先，為了有意地在打印頭H1002中產(chǎn)生噴嘴氣泡508，向 打印頭H1002施加約30G的沖擊。隨后，通過(guò)加熱打印頭而膨脹 和去除氣泡室503內(nèi)部的噴嘴氣泡508來(lái)進(jìn)行加熱恢復(fù)處理。具 體地，這種不足以使墨噴出的短脈沖被施加到電熱轉(zhuǎn)換元件 501。加熱打印頭直到打印頭內(nèi)部的溫度達(dá)到約90。C。保持該 狀態(tài)20秒。然后，用打印頭H1002進(jìn)行打印。使用的打印圖案 是格線、文本等的混合。結(jié)果，在獲得的打印圖像中觀察到些 許不噴射或墨噴出方向的偏移。
隨后，在加熱墨而使氣泡膨脹而后去除氣泡的恢復(fù)處理期 間，觀察噴嘴氣泡508的情況。這如圖IOA至IOC所示。加熱之 前，觀察到的氣泡室503中的噴嘴氣泡508如圖IOA所示。然后， 隨著氣泡室503被加熱到較高的溫度，觀察到氣泡室503中的噴 嘴氣泡508逐漸長(zhǎng)大，如圖10B所示。當(dāng)打印頭的溫度達(dá)到約 90。C時(shí)，局部觀察到來(lái)自相鄰噴嘴的長(zhǎng)大的噴嘴氣泡508如圖 IOC所示地相互結(jié)合的現(xiàn)象?？梢哉J(rèn)為這是由于L！ >"的關(guān)系，其中墨通道入口與噴嘴過(guò)濾器之間的距離被定義為L(zhǎng)n相鄰的
噴嘴過(guò)濾器之間的距離被定義為L(zhǎng)2。
在這種情況下，墨通道入口 511和噴嘴過(guò)濾器506之間的通
寬度L2。因此，相鄰的噴嘴過(guò)濾器506之間的通道的流阻比墨通 道入口511與噴嘴過(guò)濾器506之間的通道的流阻大。因而，膨脹 的氣泡508流經(jīng)墨通道入口 511和噴嘴過(guò)濾器506之間的通道，而 不流經(jīng)噴嘴過(guò)濾器506之間的通道。結(jié)果，氣泡508沿供墨口507 的長(zhǎng)度方向移動(dòng)。因而，通過(guò)相鄰噴嘴移動(dòng)到共用液室的氣泡 相互結(jié)合并殘留在噴嘴503的內(nèi)部。這被認(rèn)為是因?yàn)橛杉訜岫L(zhǎng) 大的氣泡不易于流經(jīng)噴嘴過(guò)濾器5 0 6之間的提供高流阻的區(qū)域， 而易于沿供墨口的長(zhǎng)度方向通過(guò)墨通道入口 511和噴嘴過(guò)濾器 506之間的提供低流阻的區(qū)域移動(dòng)。
比較例中來(lái)自相鄰噴嘴的氣泡相互結(jié)合的原因，也可以被 認(rèn)為是比較例中的構(gòu)造滿足公式3。
L S (2V / (H x Li))...(公式3)
盡管已參照典型實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，然而應(yīng)當(dāng)理解本 發(fā)明不限于所公開(kāi)的典型實(shí)施方式。所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍 符合最寬泛的解釋，從而包含所有這些變型、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1. 一種液體噴射頭，其包括多個(gè)噴嘴，每個(gè)噴嘴包括能量作用室；打印元件，該打印元件位于所述能量作用室中以產(chǎn)生施加到被存儲(chǔ)在所述能量作用室中的液體的能量；噴射口，該噴射口與所述能量作用室連通，通過(guò)該噴射口噴出被所述打印元件施加了能量的液體；以及液體通道，經(jīng)由供液口供給并存儲(chǔ)在所述能量作用室中的液體流過(guò)該液體通道，其中，在所述供液口和所述液體通道之間設(shè)置多個(gè)噴嘴過(guò)濾器，使得通過(guò)所述供液口供給到所述能量作用室的液體在所述噴嘴過(guò)濾器之間通過(guò)，從而從液體中分離液體含有的雜質(zhì)，當(dāng)所述噴嘴過(guò)濾器和所述液體通道中的與所述供液口最接近的液體通道入口之間的在從所述供液口朝向所述噴射口的方向上的距離被定義為L(zhǎng)1，所述噴嘴過(guò)濾器之間的距離被定義為L(zhǎng)2時(shí)，L1和L2之間的關(guān)系滿足L1≤L2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液體噴射頭，其特征在于，為一 個(gè)噴嘴分配兩個(gè)噴嘴過(guò)濾器，所述噴嘴過(guò)濾器之間的距離L2對(duì) 應(yīng)于所述兩個(gè)噴嘴過(guò)濾器之間的距離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體噴射頭，其特征在于，所述噴射口的形狀為圓形，所述噴嘴過(guò)濾器之間的距離L2小于所述噴射口的直徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液體噴射頭，其特征在于，當(dāng)液 體受到由所述打印元件產(chǎn)生的能量時(shí)，且當(dāng)存在于所述液體通 道入口和所述噴嘴過(guò)濾器之間的液體中的氣泡的體積最大時(shí)，將所述氣泡的從所述液體通道入口開(kāi)始在多個(gè)噴嘴過(guò)濾器的配 置方向上生長(zhǎng)的部分的體積定義為V，相鄰的所述液體通道入口之間的距離^皮定義為L(zhǎng)，并且在所述供液口和所述液體通道之間的區(qū)域中，從基板的形 成有打印元件的前表面到所述液體通道的頂面的距離被定義為 H,滿足<formula>formula see original document page 3</formula>
5. —種液體噴射頭，其包括多個(gè)噴嘴，每個(gè)噴嘴包括能量作用室；打印元件，該打印元件位于所述能量作用室中以產(chǎn)生施加 到被存儲(chǔ)在所述能量作用室中的液體的能量；噴射口，該噴射口與所述能量作用室連通，通過(guò)該噴射口 噴出#皮所述打印元件施加能量的液體；以及液體通道，經(jīng)由供液口供給并存儲(chǔ)在所述能量作用室中的 液體流過(guò)該液體通道，其中，在所述供液口和所述液體通道之間設(shè)置多個(gè)噴嘴過(guò) 濾器，使得通過(guò)所述供液口供給到所述能量作用室的液體在所 述噴嘴過(guò)濾器之間通過(guò)，從而從液體中分離液體含有的雜質(zhì)，所述噴嘴過(guò)濾器和所述液體通道中的與所述供液口最接近 的液體通道入口之間的通道中的流阻比所述噴嘴過(guò)濾器之間的 通道中的流阻高。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液體噴射頭，該液體噴射頭包括被配置而形成噴射口列的多個(gè)噴射口(302)，在使氣泡膨脹并朝供墨口移動(dòng)的恢復(fù)處理后，該液體噴射頭允許從噴嘴(310)順利地除去氣泡。在供墨口和墨通道(304)之間配置多個(gè)噴嘴過(guò)濾器(306)，使得通過(guò)供墨口供給到氣泡室(303)的墨流經(jīng)噴嘴過(guò)濾器(306)之間，從而從墨中分離墨中含有的雜質(zhì)。當(dāng)墨通道入口(311)和噴嘴過(guò)濾器(306)之間的距離被定義為L(zhǎng)₁并且相鄰的噴嘴過(guò)濾器(306)之間的距離被定義為L(zhǎng)₂時(shí)，L₁與L₂之間的關(guān)系滿足L₁≤L₂。
文檔編號(hào)B41J2/14GK101503027SQ20091000559
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月8日
發(fā)明者坂本敦, 山本和歌子, 永田真吾, 田中宏和, 神田英彥, 秋山留美 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社