專利名稱：液體噴射頭以及液體噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體噴射頭以及液體噴射裝置。
背景技術(shù)：
作為液體噴射頭的典型例子，在分別與多個(gè)噴嘴開口連通的多個(gè)壓力室設(shè)置壓電元件，對該壓電元件施加電壓而使壓電元件收縮或膨脹，從而對壓力室內(nèi)減壓而供給墨水， 對壓力室內(nèi)加壓而從噴嘴開口噴出墨滴。如日本特開2004-306381號公報(bào)中公開的那樣，經(jīng)由供給口從總管(manifold)即墨水積存室向各壓力室供給墨水。供給口的截面形狀為圓形。這里，對壓力室內(nèi)加壓而從噴嘴開口噴射液體時(shí)，為了獲得噴射特性，需要減少液體從壓力室向總管的倒流，供給口的開口的開口面積有最佳大小，存在上限。由于多種理由而會(huì)在總管的液體中產(chǎn)生大小不同的氣泡。液體中的氣泡將從總管到壓力室為止的供給流路的總管側(cè)的供給口堵塞。在供給口被氣泡堵塞的狀態(tài)下，液體的供給停滯，并且對壓力室內(nèi)減壓而供給液體時(shí)，由于液體從噴嘴開口被過度吸引，因而即使對壓力室內(nèi)加壓也無法從噴嘴開口噴射液體。若從噴嘴開口一次性過量吸引液體，則即使氣泡從供給口移動(dòng)而開放供給口，也無法從噴嘴開口噴射液體。此外，氣泡通過總管內(nèi)的液體的流動(dòng)而向其他供給口移動(dòng)將供給口堵塞，噴射缺陷的噴嘴開口個(gè)數(shù)增加，對于液體噴射頭以及液體噴射裝置而言會(huì)產(chǎn)生無法忽視的噴射缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的液體噴射頭具備以下部件。即多個(gè)壓力室，它們分別與噴射液體的多個(gè)噴嘴開口對應(yīng)地連通；壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，其使上述壓力室內(nèi)的壓力變化；總管，其是與多個(gè)上述壓力室連通的共通的液室；供給流路，其將多個(gè)上述壓力室和上述總管連通；供給口，其形成于上述供給流路的上述總管側(cè)，并且具有存在內(nèi)切圓的形狀的開口。此外，液體噴射裝置具備上述液體噴射頭。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的噴墨式記錄裝置的簡要立體圖。圖2是表示本發(fā)明的噴墨式記錄頭的概況的分解立體圖。圖3是本發(fā)明的噴墨式記錄頭的局部俯視圖。
圖4是本發(fā)明的噴墨式記錄頭的圖3中的A-A簡要剖視圖。圖5是在本發(fā)明中從總管觀察供給口的局部放大俯視圖。圖6是表示在本發(fā)明中氣泡靠近供給口時(shí)的狀態(tài)的局部放大俯視圖。圖7(a)、圖7(b)和圖7(c)是從總管觀察本發(fā)明的變形例中的供給口的局部放大俯視圖。圖8(a)是從連通口形成板觀察本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的供給口的局部放大俯視圖，圖8(b)是圖8(a)中的B-B簡要剖視圖。圖9是表示本發(fā)明的氣泡靠近供給口時(shí)的狀態(tài)的局部放大俯視圖。
具體實(shí)施例方式以下，結(jié)合附圖對實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的液體噴射裝置的一個(gè)例子即噴墨式記錄裝置1000的簡要立體圖。噴墨式記錄裝置1000是向記錄介質(zhì)即記錄薄片S噴射作為液體的墨水來進(jìn)行記錄的裝置。在圖1中，噴墨式記錄裝置1000具備記錄頭單元IA和1B，該記錄頭單元IA和IB 具有作為液體噴射頭的噴墨式記錄頭1。記錄頭單元IA和IB上能拆裝地設(shè)有構(gòu)成墨水供給機(jī)構(gòu)的墨盒2A和2B。這里，噴墨式記錄頭1設(shè)于與記錄頭單元IA和IB對置的一側(cè)，在圖1中沒有被示
出ο搭載有記錄頭單元IA和IB的滑架3，在安裝于裝置主體4的滑架軸5上沿軸方向移動(dòng)自如地設(shè)置。該記錄頭單元IA和IB例如分別噴射黑色墨水組成物和彩色墨水組成物。此外，驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)力借助未圖示的多個(gè)齒輪和正時(shí)皮帶7被傳遞到滑架3， 從而搭載有記錄頭單元IA和IB的滑架3沿著滑架軸5移動(dòng)。另一方面，在裝置主體4上沿著滑架3設(shè)有壓板8。該壓板8能通過未圖示的送紙電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)，被供紙輥等提供的紙等記錄介質(zhì)即記錄薄片S卷繞于壓板8而被輸送。以下，參照圖2、圖3和圖4對噴墨式記錄頭1進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2中示出表示噴墨式記錄頭1的概況的分解立體圖，圖3表示噴墨式記錄頭1 的局部俯視圖，圖4是表示噴墨式記錄頭1的圖3中的A-A簡要剖視圖。在圖2、圖3和圖4中，噴墨式記錄頭1具備致動(dòng)器單元100和流路單元200。在圖2和圖4中，致動(dòng)器單元100具備壓力室形成基板110和振動(dòng)板120。振動(dòng)板120形成在壓力室形成基板110的單側(cè)。此外，在圖2、圖3和圖4中，在壓力室形成基板 110排列設(shè)置有形成多個(gè)壓力室111的空間。因此，振動(dòng)板120構(gòu)成壓力室111的一部分。在圖2和圖3中，在振動(dòng)板120的與構(gòu)成壓力室111的一部分的一側(cè)相反的一側(cè)上，設(shè)有與各壓力室111對應(yīng)、且作為平板狀的壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的壓電元件即壓電振子121。 壓電振子121具備形成于振動(dòng)板120的共通的下部電極122、與各壓電振子121對應(yīng)的個(gè)別的上部電極123。在圖2和圖4中，流路單元200具備供給流路形成板210、總管形成基板220和噴嘴板230。流路單元200通過將總管形成基板220夾在供給流路形成板210和噴嘴板230中間而層積構(gòu)成。流路單元200的供給流路形成板210貼附在致動(dòng)器單元1000的壓力室形成基板 110的與振動(dòng)板120的形成面相反側(cè)的面。因此，供給流路形成板210和振動(dòng)板120均構(gòu)成壓力室111的一部分。在總管形成基板220上形成有總管221的一部分，在噴嘴板230上形成有噴嘴開口 231。通過將總管形成基板220夾在供給流路形成板210和噴嘴板230之間進(jìn)行層積，從而構(gòu)成總管221。噴墨式記錄頭1從墨盒2A和2B吸入墨水，從總管221到噴嘴開口 231由墨水將內(nèi)部填滿。然后，按照來自未圖示的驅(qū)動(dòng)IC的驅(qū)動(dòng)信號，對與壓力室111對應(yīng)的各個(gè)下部電極122和上部電極123之間施加驅(qū)動(dòng)電壓，使壓電振子121和振動(dòng)板120撓曲變形，提高各壓力室111內(nèi)的壓力，從而從噴嘴開口 231噴出墨滴。以下，對供給流路形成板210進(jìn)行詳細(xì)說明。在圖2和圖4中，供給流路形成板210具備連通口形成板211和供給口形成板212。在圖2、圖3和圖4中，在連通口形成板211上形成有將壓力室111和噴嘴開口 231連通的連通口 213、將總管221和壓力室111連通的作為墨水的供給流路的連通口 214。壓力室111形成為長孔狀，其一端側(cè)借助連通口 214與總管221連通，另一端借助連通口 213與噴嘴開口 231連通。連通口 213和連通口 214沿著壓力室111的排列設(shè)置方向排列設(shè)置。連通口 213 的列形成在與壓力室111的內(nèi)側(cè)對應(yīng)的位置，連通口 214的列形成在與壓力室111的外側(cè)對應(yīng)的位置。在供給口形成板212上形成有從總管221向壓力室111供給墨水的供給口 215。 墨水從總管221經(jīng)由作為墨水的供給流路的供給口 215經(jīng)過連通口 214而被供給到壓力室 111。此外，在圖2和圖3中，在供給口形成板212上設(shè)有兩個(gè)從墨盒2A和2B向各總管 221導(dǎo)入墨水的墨水導(dǎo)入口 216。而且，在圖4中，在供給口形成板212上形成有將連通口 213與噴嘴開口 231連通的連通口 217。圖5中示出從總管221側(cè)觀察形成有供給口 215的供給口形成板212的局部放大俯視圖。供給口 215的開口 2150的形狀是短軸的長度為Li、長軸的長度為L2的橢圓形狀。 橢圓形狀具有直徑Ll的內(nèi)切圓2151。在圖2、圖3和圖4中，總管形成基板220上，與兩個(gè)壓力室111的列對應(yīng)地形成有兩個(gè)空間，該空間形成對多個(gè)壓力室111分配墨水的共通的液室即總管221。此外，與兩個(gè)壓力室111的列對應(yīng)地排列設(shè)置有與各噴嘴開口 231連通的噴嘴連通口 222。在圖2和圖3中，總管221均沿著壓力室111的排列設(shè)置方向延伸，相對于一列壓力室111的列在各壓力室111的一端側(cè)并列設(shè)置。此外，總管221的一端側(cè)為墨水導(dǎo)入部， 該墨水導(dǎo)入部與墨水導(dǎo)入口 216連通。
噴嘴板230上，噴嘴開口 231與致動(dòng)器單元100的壓力室111的列對應(yīng)地排列設(shè)
置有兩列。根據(jù)以上所述的本實(shí)施方式，能夠獲得以下效果。圖6是表示氣泡靠近供給口 215時(shí)的狀態(tài)的局部放大俯視圖。這里，在總管221 的墨水中混入產(chǎn)生的氣泡Bl的大小為20 μ m 50 μ m左右的直徑。(1)具有直徑比供給口 215的開口 2150的形狀即橢圓形狀的短軸的長度Ll長、且比長軸的長度L2短的圓形通過截面的氣泡Bi，即使靠近供給口 215，也會(huì)在供給口 215與氣泡Bl之間產(chǎn)生間隙Si，不會(huì)將供給口 215完全堵塞。因此，能夠得到可從總管221向壓力室111供給墨水，降低從噴嘴開口 231噴出墨水的噴出缺陷的噴墨式記錄頭1。橢圓形狀的短軸的長度Ll和長軸的長度L2能夠通過存在的氣泡的大小確定，但是如果氣泡Bl的直徑為20 μ m 50 μ m左右，則通過使短軸的長度Ll小于20 μ m、長軸的長度L2大于50 μ m，使氣泡Bl難以通過供給口 215，并且難以堵塞供給口 215。(2)由于使開口 2150的形狀為接近圓形的橢圓形狀，因而容易進(jìn)行加工，通過增大從供給口 215的開口 2150的形狀的內(nèi)切圓所切的部分算起的長軸方向的外側(cè)區(qū)域即間隙Si，能夠得到進(jìn)一步降低了從噴嘴開口 231噴出墨水的噴出缺陷的噴墨式記錄頭1。(3)能夠獲得具有前述效果的噴墨式記錄裝置1000。(變形例)圖7(a) (c)中示出從總管221觀察第一實(shí)施方式的變形例中的、形成有供給口 215的供給口形成板212的局部放大俯視圖。對與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)記相同的符號。(a)表示供給口 215的開口 2150的形狀為正三角形的情況，(b)表示供給口 215 的開口 2150的形狀為正方形的情況，(c)表示供給口 215的開口 2150的形狀為十字型形狀的情況。根據(jù)以上所述的變形例能夠獲得如下效果。(4)在任意一個(gè)變形例中，將壓力室111與總管221連通的連通口 214和在供給口 215的總管側(cè)形成的供給口 215，具有存在內(nèi)切圓2151的形狀的開口 2150。具有比內(nèi)切圓2151小的通過截面的氣泡Bi，在供給口 215通過而不堵塞供給口 215。另一方面，對于大小在內(nèi)切圓2151以上、并且具有比將供給口 215的開口 2150的形狀的內(nèi)切圓2151所切的部分的外側(cè)的區(qū)域、即間隙Sl全部覆蓋的圓小的通過截面的氣泡Bi，即使停留在供給口 215的開口 2150，墨水也會(huì)在供給口 215的開口 2150的形狀的內(nèi)切圓2151所切的部分的外側(cè)的間隙Sl通過供給口 215。因此，與具有大致相同的開口面積的圓形供給口相比，能夠得到可增大將供給口 215完全堵塞的氣泡的大小，降低從噴嘴開口 213噴出墨水的噴出缺陷的噴墨式記錄頭1和噴墨式記錄裝置1000。供給口 215的開口 2150的形狀如果是具有內(nèi)切圓2151的形狀，則可以是任何形狀，但是優(yōu)選即使氣泡Bl的大小變化也能形成間隙Sl的形狀。例如，在(c)中，如果沿著十字方向延伸的部分增長，則能夠應(yīng)對大范圍的氣泡Bl的大小。(第二方式)圖8(a)中示出從形成有連通口 214的連通口形成板211觀察本發(fā)明的實(shí)施方式中的、形成有供給口 218的供給口形成板212的局部放大俯視圖，(b)中示出(a)中的B-B簡要剖視圖。本實(shí)施方式中的供給口 218具有開口的形狀是橢圓的錐形形狀?？偣?21側(cè)的第一開口 2181是短軸的長度為L3、長軸的長度為L4的橢圓形狀，連通口 214側(cè)的第二開口 2182是短軸的長度為L5、長軸的長度為L6的橢圓形狀。第一開口 2181具有第一內(nèi)切圓2183，第二開口 2182具有第二內(nèi)切圓2184。在本實(shí)施方式中，供給口 218具有第一開口 2181和第二開口 2182的形狀為橢圓的錐形形狀，但是如果具備朝總管221開放且存在第一內(nèi)切圓的形狀的第一開口、和設(shè)置于第一開口的偏向壓力室側(cè)且存在小于第一內(nèi)切圓的第二內(nèi)切圓的形狀的第二開口，則第一開口和第二開口的形狀不局限于橢圓。此外，供給口 218不局限于錐形形狀，例如可以是多階梯形狀。根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式，能夠獲得如下效果。圖9是表示氣泡Bl和氣泡B2靠近供給口 218時(shí)的狀態(tài)的局部放大俯視圖。氣泡 Bl具有比第二內(nèi)切圓2184的直徑即L5長、比長軸的長度L6短的直徑的圓形的通過截面。 氣泡B2具有比第一內(nèi)切圓2183的直徑即L3長、比長軸的長度L4短的直徑的圓形的通過截面。(5)為了利用第二開口 2182的開口面積減少墨水從壓力室111向總管221的倒流，能夠限制壓力室111側(cè)的供給口 218的大小，同時(shí)增大朝總管221開放的第一開口 2181 的大小，來增大將供給口 218完全堵塞的氣泡B2的大小。因此，能夠獲得確保噴出特性并且降低從噴嘴開口 213噴出墨水的噴出缺陷的噴墨式記錄頭1和噴墨式記錄裝置1000。(6)直徑比第一開口 2181的短軸的長度L3短的圓形通過截面的氣泡Bl雖然能通過第一開口 2181，但由于第二開口 2182的長軸的長度L6比第一開口 2181的短軸的長度 L3長，因而即使氣泡Bl堵塞第二開口 2182，第二開口 2182的長軸方向的外側(cè)區(qū)域即間隙 S2也夠大，墨水亦會(huì)從總管221被供給到壓力室111。因此，能夠獲得降低從噴嘴開口 213 噴出墨水的噴出缺陷的噴墨式記錄頭1和噴墨式記錄裝置1000。橢圓形狀的第一開口 2181的短軸的長度L3、長軸的長度L4和第二開口 2182的短軸的長度L5、長軸的長度L6能由所存在的氣泡的大小確定。例如，如果氣泡B1、B2的直徑為20 μ m 50 μ m左右，通過使第一開口 2181的短軸的長度L3小于50 μ m、長軸的長度 L4大于50 μ m,使第二開口 2182的短軸的長度L5小于20 μ m、長軸的長度L6大于20 μ m， 來使氣泡Bi、B2難以堵塞供給口 218。(7)具有直徑在第一內(nèi)切圓2183的直徑到第二內(nèi)切圓2184的直徑之間的圓的通過截面的氣泡，停留在供給口 218的可能性大，能夠降低該氣泡移動(dòng)并堵塞其他供給口 218 的可能性。因此，能夠獲得停止于輕微的噴出缺陷的噴墨式記錄頭1和噴墨式記錄裝置 1000。以上，對實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但基本上的構(gòu)成不局限于上述的說明。例如，本實(shí)施方式中的噴墨式記錄頭1，利用壓電振子121的撓曲振動(dòng)而作為壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)使壓力室111的容積變化，但是，可以利用伸縮振動(dòng)來使壓力室111的容積變化。此外，作為壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，可以是在壓力室內(nèi)配置發(fā)電元件而利用發(fā)電元件的發(fā)熱所產(chǎn)生的氣泡從噴嘴開口噴出液滴的機(jī)構(gòu)、或者使振動(dòng)板與電極之間產(chǎn)生靜電而利用靜電電力使振動(dòng)板變形從而從噴嘴開口噴出液滴的、所謂的靜電式致動(dòng)器等。
另外，作為液體噴射頭的一例而以噴墨式記錄頭1為例進(jìn)行了說明，但是作為其他的液體噴射頭，例如可以舉出液晶顯示器等的彩色濾波器的制造中所使用的顏色材料噴射頭、有機(jī)LE顯示器、FED(電場放出顯示器)等的電極形成中使用的電極材料噴射頭、生物芯片制造中所使用的活體有機(jī)物噴射頭等。
權(quán)利要求
1.一種液體噴射頭，其特征在于，具備多個(gè)壓力室，它們分別與噴射液體的多個(gè)噴嘴開口對應(yīng)地連通； 壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，其使上述壓力室內(nèi)的壓力變化； 總管，其是與多個(gè)上述壓力室連通的共通的液室； 供給流路，其將多個(gè)上述壓力室和上述總管連通；以及供給口，其形成于上述供給流路上的上述總管側(cè)，并且具有存在內(nèi)切圓的形狀的開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 上述開口的形狀為橢圓形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴射頭，其特征在于， 上述開口具備第一開口，其朝向上述總管開放，且具有存在第一內(nèi)切圓的形狀， 第二開口，其被設(shè)置于比上述第一開口更靠近于上述壓力室側(cè)的位置，并且具有存在比上述第一內(nèi)切圓小的第二內(nèi)切圓的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體噴射頭，其特征在于， 上述第一開口和上述第二開口的形狀是橢圓形狀，上述第二開口的長軸的長度比上述第一開口的短軸的長度長。
5.一種液體噴射裝置，其特征在于具備權(quán)利要求1所述的液體噴射頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及液體噴射頭以及液體噴射裝置。具有直徑比供給口的開口的形狀即橢圓形狀的短軸的長度(L1)長、比長軸的長度(L2)短的圓形通過截面的氣泡(B1)，即使靠近供給口，由于在供給口與氣泡(B1)之間產(chǎn)生間隙(S1)，因而不會(huì)將供給口完全堵塞。
文檔編號B41J2/045GK102161265SQ2011100402
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月16日
發(fā)明者小林豐 申請人:精工愛普生株式會(huì)社