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液體噴出裝置、液體噴出頭和液體供給方法與流程

文檔序號:11608654閱讀:196來源:國知局
液體噴出裝置、液體噴出頭和液體供給方法與流程

本發(fā)明涉及液體噴出裝置、液體噴出頭和液體供給方法,具體地涉及通過在供給側和回收側之間產生壓差來將液體供給到液體噴出頭中的流路的液體供給機構。



背景技術:

日本特開no.2014-141032說明了在與液體噴出頭的噴出口連通的液體流路中產生液流,在該液體流路中設置有能量產生元件。以這種方式,例如,排出噴出口附近的粘度增大的液體(墨),防止了噴出特性的變差。在日本特開no.2014-141032中,分別在液體噴出頭中的液體供給流路和回收流路中使用控制壓力被設定為彼此不同的兩種類型的壓力調節(jié)罐,以將液體噴出頭的上游側和下游側的液體供給路徑中的壓力控制為恒定。由此,通過供給路徑和回收路徑之間的預定的差壓來產生液體噴出頭的流路中的墨流。

在諸如線型頭的長頭中,噴出口的數量增加,因而供給到頭的墨量增大。為此,由于取決于打印數據等的噴出占空(ejectionduty)的波動產生的、液體噴出頭內的流量波動或壓差損失增大。結果,擔心噴出口附近的負壓大幅改變,因而噴出的液滴的體積可能改變,可能產生諸如圖像濃度不均一等缺陷。

為此,在日本特開no.2014-141032中,兩個壓力調節(jié)罐操作以產生相對于液體噴出頭的供給路徑和回收路徑之間的預定的差壓。然而,在為各供給路徑和回收路徑設定的阻力發(fā)生誤差或阻力隨時間發(fā)生誤差的情況下(以下,離開設定值的這些誤差將被稱為“公差”),不能產生預定的差壓。



技術實現要素:

本發(fā)明的目的是提供液體噴出裝置和液體供給方法,即使在為各供給流路和回收流路設定的阻力改變時,也能夠在供給流路和回收流路之間產生預定的差壓。

在本發(fā)明的第一方面,提供一種液體噴出裝置,其使用包括至少一個打印元件基板的液體噴出頭,并且從所述液體噴出頭噴出液體,所述液體噴出裝置包括:差壓產生單元,其包括將液體供給到所述打印元件基板的供給流路和從所述打印元件基板回收液體的回收流路,所述差壓產生單元被構造成在所述供給流路中的液體壓力和所述回收流路中的液體壓力之間產生壓差,以執(zhí)行液體的供給和回收;以及流阻調節(jié)單元,其設置在所述供給流路和/或所述回收流路中。

在本發(fā)明的第二方面,提供一種液體噴出裝置中的液體供給方法,所述液體噴出裝置使用液體噴出頭,并且從所述液體噴出頭噴出液體,所述液體噴出裝置包括:差壓產生單元,其包括將液體供給到所述打印元件基板的供給流路和從所述打印元件基板回收液體的回收流路,所述差壓產生單元被構造成在所述供給流路中的液體壓力和所述回收流路中的液體壓力之間產生壓差,以執(zhí)行液體的供給和回收;以及流阻調節(jié)單元,其設置在所述供給流路和/或所述回收流路中,所述方法包括:第一步驟:在第一流量下測量所述供給流路和/或所述回收流路的入口部的壓力;第二步驟:在比所述第一流量大的第二流量下測量所述供給流路和/或所述回收流路的入口部的壓力;以及第三步驟:使用所述流阻調節(jié)單元調節(jié)從所述差壓產生單元的負壓控制單元到所述供給流路的入口部和/或所述回收流路的入口部的流路中的流阻,使得在所述第二流量下所述供給流路和/或所述回收流路的入口部的壓力接近所述第一流量下的所述壓力,其中,所述差壓產生單元在所述第三步驟中調節(jié)的壓力下供給所述液體。

在本發(fā)明的第三方面,提供一種液體噴出裝置中的液體供給方法,所述液體噴出裝置使用液體噴出頭,并且從所述液體噴出頭噴出液體,所述液體噴出裝置包括:差壓產生單元,其包括將液體供給到所述打印元件基板的供給流路和從所述打印元件基板回收液體的回收流路,所述差壓產生單元被構造成在所述供給流路中的液體壓力和所述回收流路中的液體壓力之間產生壓差,以執(zhí)行液體的供給和回收;以及流阻調節(jié)單元,其設置在所述供給流路和/或所述回收流路中,所述方法包括:第一步驟:在第一流量下測量所述供給流路和/或所述回收流路的出口的壓力;第二步驟:在比所述第一流量大的第二流量下測量所述供給流路和/或所述回收流路的出口的壓力;以及第三步驟:使用所述流阻調節(jié)單元調節(jié)從所述差壓產生單元的負壓控制單元到所述供給流路的出口和/或所述回收流路的出口的流路中的流阻,使得在所述第二流量下所述供給流路和/或所述回收流路的出口的壓力接近所述第一流量下的所述壓力,其中,所述差壓產生單元在所述第三步驟中調節(jié)的壓力下供給所述液體。

在本發(fā)明的第四方面,提供一種液體噴出頭,其特征在于,其包括:打印元件基板,其包括產生用于噴出液體的能量的打印元件;差壓產生單元,其包括將液體供給到所述打印元件基板的供給流路和從所述打印元件基板回收液體的回收流路,所述差壓產生單元被構造成在所述供給流路中的液體壓力和所述回收流路中的液體壓力之間產生壓差,以執(zhí)行液體的供給和回收;以及流阻調節(jié)單元,其設置在所述供給流路和/或所述回收流路中。

根據上述構造,在液體噴出裝置的液體供給中,即使在為各供給路徑和回收路徑設定的阻力改變時,也能夠在供給路徑和回收路徑之間產生相對于液體噴出頭的預定差壓。

從(參照附圖)對示例性實施方式的下述說明中,本發(fā)明的其它方面將變得明顯。

附圖說明

圖1是示出根據本發(fā)明的噴出液體的液體噴出裝置的實施方式的噴墨打印裝置的示意性構造的圖;

圖2是示出應用于實施方式的打印裝置的循環(huán)路徑中的第一循環(huán)構造的圖示;

圖3是示出應用于實施方式的打印裝置的循環(huán)路徑中的第二循環(huán)構造的圖示;

圖4是示出第一循環(huán)構造和第二循環(huán)構造之間的流到液體噴出頭的墨流量的不同的圖示;

圖5a和5b是示出實施方式的液體噴出頭的立體圖;

圖6是示出構成液體噴出頭的部件或單元的分解立體圖;

圖7是示出第一至第三流路構件中的各流路構件的正面和背面的視圖;

圖8是示出通過連接第一至三流路構件而形成的流路構件內的流路的透視圖;

圖9是沿著圖8中的ix-ix線截取的截面圖;

圖10a和10b是示出一個噴出模塊的立體圖;

圖11a是打印元件基板的形成噴出口的表面的平面圖,圖11b是打印元件基板的該表面的局部放大圖;圖11c是打印元件基板的該表面的相反側的圖;

圖12是示出沿著圖11a中的xii-xii線截取的截面的立體圖;

圖13是打印元件基板的鄰接的兩個噴出模塊的鄰接部分的局部放大平面圖;

圖14a和14b是示出實施方式的其它示例的液體噴出頭的立體圖;

圖15是示出實施方式的其它示例的液體噴出頭的分解立體圖;

圖16是示出構成根據實施方式的其它示例的液體噴出頭的流路構件的視圖;

圖17是示出根據實施方式的其它示例的液體噴出頭的流路構件和打印元件基板之間的液體連接關系的透視圖;

圖18是沿著圖17中的xviii-xviii線截取的截面圖;

圖19a和19b是分別示出根據實施方式的其它示例的液體噴出頭的噴出模塊的立體圖和分解圖;

圖20是示出打印元件基板的配置有噴出口的表面、打印元件基板的在蓋板被從打印元件基板的相反側移除的狀態(tài)下的表面、配置有噴出口的表面的相反側表面的示意圖;

圖21是示出根據實施方式的噴墨打印裝置的第二實施方式的立體圖;

圖22a、22b和22c是示出負壓控制單元的具體構造的視圖,該負壓控制單元適用于根據本發(fā)明的實施方式的圖2中示出的第一循環(huán)構造;

圖23是示出根據實施方式的負壓控制單元中的、閥和開口部之間的流阻和閥開度之間的關系的圖;

圖24a、24b和24c是示出負壓控制單元的具體構造的視圖,該負壓控制單元適用于根據本發(fā)明的實施方式的圖3中示出的第二循環(huán)構造;

圖25是示出負壓控制單元的另一實施方式的視圖,該負壓控制單元適用于圖2中示出的第一循環(huán)構造;

圖26是示出根據另一實施方式的使用負壓控制單元的循環(huán)路徑的示意圖;

圖27是示出根據另一實施方式的使用負壓控制單元的循環(huán)路徑的示意圖。

具體實施方式

下面,將參照附圖說明實施方式和本發(fā)明將應用到的實施方式。另外,根據本發(fā)明的噴出諸如墨的液體的液體噴出頭和安裝該液體噴出頭的液體噴出裝置可以應用于打印機、復印機和具有通信系統(tǒng)的傳真機、具有打印機的文字處理機和與各種處理設備組合的工業(yè)打印裝置。例如,液體噴出頭和液體噴出裝置可以用于制造生物芯片或打印電子電路。

此外,由于下面將說明的實施方式是本發(fā)明的具體示例,因此對它們作出了各種技術限制。然而,本發(fā)明的實施方式不限于說明書的實施方式或其它具體的方法,可以在本發(fā)明的精神內對本發(fā)明的實施方式作出改變。

(第一實施方式的噴墨打印裝置的說明)

圖1是示出本發(fā)明中的噴出液體的液體噴出裝置、特別地通過噴出墨來打印圖像的噴墨打印裝置(以下,也稱為打印裝置)1000的示意構造的視圖。打印裝置1000包括輸送單元1和線型(頁面寬型)液體噴出頭3,輸送單元1輸送打印介質2,液體噴出頭3布置成與打印介質2的輸送方向實質上正交。因而,打印裝置1000是線型打印裝置,在打印介質2連續(xù)或間歇輸送的情況下,線型打印裝置通過向相對移動的打印介質2噴出墨而一次(onepass)地連續(xù)打印圖像。頁寬型液體噴出頭3具有噴出口,噴出口的陣列長度對應于打印介質2的寬度。打印介質2不限于切割片,而且還可以是連續(xù)卷筒介質。液體噴出頭3包括:負壓控制單元230,其控制循環(huán)路徑內的壓力(負壓);液體供給單元220,其與負壓控制單元230連通,使得流體能夠在它們之間流動;液體連接部111,其用作液體供給單元220的墨供給口和墨排出口;以及框體80。如后面將詳細說明的,負壓控制單元230作為差壓產生設備在設置在液體噴出頭3中的供給流路和回收流路之間產生壓力差,以產生液體在壓力室中的循環(huán)。本實施方式的液體噴出頭3具有用于分別噴出青色c、品紅色m、黃色y和黑色k的墨的噴出口陣列,并且能夠打印全色圖像。液體噴出頭3流體連接到液體供給構件、主罐和緩沖罐(參見后面將說明的圖2),它們用作向液體噴出頭3供給液體的供給路徑。因而,與四色墨對應地設置四個負壓控制單元230和液體供給單元220。此外,電控制單元電連接到液體噴出頭3,該電控制單元向液體噴出頭3供給電力和傳遞噴出控制信號。后面將說明液體噴出頭3中的液體路徑和電信號路徑。

打印裝置1000是使諸如墨的液體在后述的罐和液體噴出頭3之間循環(huán)的噴墨打印裝置。本實施方式的噴墨打印裝置可以設置有作為用于執(zhí)行液體的循環(huán)的循環(huán)機構的兩個循環(huán)構造。更具體地,可以采用第一循環(huán)構造和第二循環(huán)構造中的任一構造,在第一循環(huán)構造中,通過致動在液體噴出頭3的下游側的兩個循環(huán)泵(用于高壓和低壓)來使液體循環(huán),在第二循環(huán)構造中,通過致動在液體噴出頭3的上游側的兩個循環(huán)泵(用于高壓和低壓)來使液體循環(huán)。下面,將說明循環(huán)的第一循環(huán)構造和第二循環(huán)構造。

(第一循環(huán)構造的說明)

圖2是示出應用于本實施方式的打印裝置1000的循環(huán)路徑中的第一循環(huán)構造的示意圖。液體噴出頭3流體連接到第一循環(huán)泵(高壓側)1001、第一循環(huán)泵(低壓側)1002和緩沖罐1003。此外,在圖2中,為了簡化說明,示出了青色c、品紅色m、黃色y和黑色k中的一種顏色的墨流過的路徑。然而,實際上,四種顏色的循環(huán)路徑設置在液體噴出頭3和打印裝置主體中。

在第一循環(huán)構造中,主罐1006中的墨通過補給泵1005被供給到緩沖罐1003,然后通過第二循環(huán)泵1004經由液體連接部111被供給到液體噴出頭3的液體供給單元220。隨后,通過作為差壓產生設備的負壓控制單元230調節(jié)到兩種不同的負壓(高壓和低壓)的墨在被分到具有高壓和低壓的兩個流路的情況下循環(huán),其中,負壓控制單元230連接到液體供給單元220。液體噴出頭3內的墨通過在液體噴出頭3的下游側的第一循環(huán)泵(高壓側)1001和第一循環(huán)泵(低壓側)1002的動作而在液體噴出頭中循環(huán),通過液體連接部111從液體噴出頭3排出,并返回到緩沖罐1003。這里,第一循環(huán)泵(高壓側)1001和第一循環(huán)泵(低壓側)1002對于構成用于產生循環(huán)流的供給裝置而言不是必須的,但是對于抑制壓力損失等是有幫助的。

作為副罐的緩沖罐1003包括連接到主罐1006的大氣連通口(未示出),以將罐的內部與外部連通,從而能夠將墨中的氣泡排出到外部。補給泵1005設置在緩沖罐1003和主罐1006之間。在墨由于在打印操作和抽吸回收操作中從液體噴出頭3的噴出口噴出(排出)而被消耗之后,補給泵1005從主罐1006向緩沖罐1003傳送墨。

第一循環(huán)泵1001和1002從液體噴出頭3的液體連接部111引出液體,使得液體流到緩沖罐1003。作為第一循環(huán)泵,期望具有定量的液體傳送能力的容積型泵。具體地,可以例舉出管式泵、齒輪泵、隔膜泵和注射泵。然而,例如,可以在泵的出口布置一般的定流量閥或一般的減壓閥,以確保預定的流量。當液體噴出頭3被驅動時,第一循環(huán)泵(高壓側)1001和第一循環(huán)泵(低壓側)1002運行,使得墨以預定的流量流過共用的供給流路211和共用的回收流路212。由于墨以這種方式流動,在打印操作期間液體噴出頭3的溫度保持在最佳溫度。當液體噴出頭3被驅動時,預定的流量被期望地設定為等于或高于液體噴出頭3內的打印元件基板10之間的溫度差不影響打印品質的流量。然而,在設定太高的流量時,打印元件基板10之間的負壓的壓差由于液體噴出單元300內的流路的壓力損失的影響而增加,因而引起不均一的濃度。為此,期望考慮打印元件基板10之間的溫差和負壓的壓差來設定流量。

負壓控制單元230設置在第二循環(huán)泵1004和液體噴出單元300之間的路徑中。負壓控制單元230運行以即使在由于每單位面積的噴出量的差異導致循環(huán)系統(tǒng)中的墨流量改變時,也將負壓控制單元230的下游側的壓力(也就是,液體噴出單元300附近的壓力)保持在預定壓力。作為構成負壓控制單元230的兩個負壓控制機構,可以使用任何機構,只要負壓控制單元230的下游側的壓力能夠被控制在以期望的設定壓力為中心的預定范圍內。作為示例,可以采用諸如所謂的“減壓調節(jié)器”的機構。在本實施方式的循環(huán)流路中,負壓控制單元230的上游側被第二循環(huán)泵1004通過液體供給單元220加壓。利用這種構造,由于能夠抑制緩沖罐1003相對于液體噴出頭3的水頭壓的影響,所以能夠增加打印裝置1000的緩沖罐1003的布局自由度。

作為第二循環(huán)泵4004,可以使用渦輪泵或容積型泵,只要在液體噴出頭3被驅動時,能夠在所使用的墨循環(huán)流量的范圍內展現預定頭差或更高即可。具體地,可以使用隔膜泵。此外,例如,還可以代替第二循環(huán)泵1004而使用水頭罐,該水頭罐布置成相對于負壓控制單元230具有一定的水頭差。

如圖2示出的,負壓控制單元230包括分別具有不同控制壓力的兩個負壓調節(jié)機構。在兩個負壓調節(jié)機構中,相對高的壓力側(在圖2中由“h”指示)和相對低的壓力側(在圖2中由“l(fā)”指示)通過液體供給單元220分別連接到液體噴出單元300內的共用的供給流路211和共用的回收流路212。用作用于支撐多個打印元件基板10的支撐構件的液體噴出單元300設置有共用的供給流路211、共用的回收流路212和與打印元件基板連通的單獨的流路215(單獨的供給流路213和單獨的回收流路214)。負壓控制機構h連接到共用的供給流路211,負壓控制機構l連接到共用的回收流路212,在兩個共用流路之間形成差壓。因而,由于單獨的流路215與共用的供給流路211和共用的回收流路212連通,所以產生如下流動(由圖2的箭頭方向所指示的流動):在該流動中,一部分液體從共用的供給流路211通過形成在打印元件基板10內的流路流到共用的回收流路212。兩個負壓調節(jié)機構h、l通過過濾器221連接到來自液體連接部111的流路。

另外,供給側流阻調節(jié)機構222設置在共用的供給流路211和負壓控制單元230的高壓側壓力調節(jié)機構(h)之間,回收側流阻調節(jié)機構223設置在共用的回收流路212和低壓側壓力調節(jié)機構(l)之間。如后面將詳細說明的,即使在共用的供給流路211和共用的回收流路212中的墨流動阻力(以下,也稱為“流阻”)從設定值發(fā)生改變,諸如公差,壓力調節(jié)機構響應于該改變的調節(jié)允許該改變被校正。由此,可以抑制之間的差壓的設定值的改變,因而,能夠減小與噴出口連通的流路中的墨流的流量的變動。

以這種方式,液體噴出單元300具有如下流動:一部分液體通過打印元件基板10,同時液體流過共用的供給流路211和共用的回收流路212。為此,通過流過共用的供給流路211和共用的回收流路212的墨,打印元件基板10產生的熱能夠被排出到打印元件基板10的外部。利用該構造,當由液體噴出頭3打印圖像時,即使在不噴出液體的噴出口或壓力室也能夠產生墨流動。因此,能夠以減小了噴出口內的墨粘度的增大的方式抑制墨的增粘。此外,能夠朝向共用的回收流路212排出增粘的墨或墨中的異物。為此,本實施方式的液體噴出頭3能夠高速地打印高品質的圖像。

(第二循環(huán)構造的說明)

圖3是示出應用于本實施方式的打印裝置的循環(huán)路徑中的作為與第一循環(huán)構造不同的循環(huán)構造的第二循環(huán)構造的示意圖。與第一循環(huán)構造的主要區(qū)別在于,構成用作差壓產生設備的負壓控制單元230的兩個負壓控制機構都將負壓控制單元230的上游側的壓力控制在期望的設定壓力的預定范圍內。此外,與第一循環(huán)構造的另一區(qū)別在于,第二循環(huán)泵1004用作減小負壓控制單元230的下游側的壓力的負壓源。此外,再一區(qū)別在于,第一循環(huán)泵(高壓側)1001和第一循環(huán)泵(低壓側)1002布置在液體噴出頭3的上游側,并且負壓控制單元230布置在液體噴出頭3的下游側。

在第二循環(huán)構造中,如圖3所示,通過補給泵1005將主罐1006中的墨供給到緩沖罐1003。隨后,通過設置在液體噴出頭3中的負壓控制單元230的動作,墨被分到兩個流路中,并且在高壓側和低壓側的兩個流路中循環(huán)。通過第一循環(huán)泵(高壓側)1001和第一循環(huán)泵(低壓側)1002的動作,被分到高壓側和低壓側的兩個流路中的墨通過液體連接部111被供給到液體噴出頭3。隨后,通過第一循環(huán)泵(高壓側)1001和第一循環(huán)泵(低壓側)1002的動作而在液體噴出頭中循環(huán)的墨,通過負壓控制單元230經由液體連接部111從液體噴出頭3排出。被排出的墨通過第二循環(huán)泵1004返回到緩沖罐。

在第二循環(huán)構造中,即使在由于每單位面積的噴出量改變而引起流量改變時,負壓控制單元230也使負壓控制單元230的上游側(也就是,液體噴出單元300)的壓力改變穩(wěn)定在預定壓力的預定范圍內。在本實施方式的循環(huán)流路中,負壓控制單元230的下游側被第二循環(huán)泵1004通過液體供給單元220加壓。利用這種構造,由于能夠抑制緩沖罐1003相對于液體噴出頭3的水頭壓的影響,所以打印裝置1000的緩沖罐1003的布局能夠具有很多選擇。例如,還可以代替第二循環(huán)泵1004而使用水頭罐,該水頭罐布置成相對于負壓控制單元230具有預定的水頭差。與第一循環(huán)構造類似地,在第二循環(huán)構造中,負壓控制單元230包括分別具有不同的控制壓力的兩個負壓控制機構。在兩個負壓調節(jié)機構中,高壓側(在圖3中由“h”指示)和低壓側(在圖3中由“l(fā)”指示)通過液體供給單元220分別連接到液體噴出單元300內的共用的供給流路211或共用的回收流路212。當通過兩個負壓調節(jié)機構將共用的供給流路211的壓力設定為比共用的回收流路212的壓力高時,形成從共用的供給流路211通過單獨的流路215和形成在打印元件基板10內的流路流到共用的回收流路212的墨流。

在這樣的第二循環(huán)構造中,能夠在液體噴出單元300內獲得與第一循環(huán)構造的液流相同的液流,但是,具有與第一循環(huán)構造的優(yōu)點不同的兩個優(yōu)點。作為第一優(yōu)點,在第二循環(huán)構造中,由于負壓控制單元230布置在液體噴出頭3的下游側,所以基本不用擔心負壓控制單元230產生的異物或廢物流入液體噴出頭3。作為第二優(yōu)點,在第二循環(huán)構造中,從緩沖罐1003到液體噴出頭3的液體所需的流量的最大值小于第一循環(huán)構造中的對應值。理由如下。

在打印待機狀態(tài)下循環(huán)的情況下,共用的供給流路211和共用的回收流路212的流量的總和被設定為流量a。流量a的值被限定為調節(jié)打印待機狀態(tài)中液體噴出頭3的溫度以使液體噴出單元300內的溫差在期望范圍所需的最小流量。此外,當從液體噴出單元300的所有噴出口噴出墨時(全噴出狀態(tài))獲得的噴出流量被限定為流量f(每個噴出口的噴出量ⅹ每單位時間的噴出頻率ⅹ噴出口的數量)。

圖4是示出第一循環(huán)構造和第二循環(huán)構造之間的流入到液體噴出頭3的墨流入量的不同的示意圖。圖4的(a)示出第一循環(huán)構造的待機狀態(tài),圖4的(b)示出第一循環(huán)構造的全噴出狀態(tài)。圖4的(c)至圖4的(f)示出第二循環(huán)流路。這里,圖4的(c)和圖4的(d)示出流量f小于流量a的情況,圖4的(e)和圖4的(f)示出流量f大于流量a的情況。以這種方式中,示出了待機狀態(tài)和全噴出狀態(tài)的流量。

在均具有定量的液體傳送能力的第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002布置在液體噴出頭3的下游側的第一循環(huán)構造(圖4的(a)和圖4的(b))的情況下,第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002的總流量變成流量a。通過流量a,能夠管理待機狀態(tài)中液體噴出單元300內的溫度。然后,在液體噴出頭3的全噴出狀態(tài)下,第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002的總流量變成流量a。然而,獲得供給至液體噴出頭3的液體的最大流量,使得通過液體噴出頭3的噴出產生的負壓的作用,由全噴出消耗的流量f被加到總流量的流量a。因而,由于流量f被加到流量a(圖4的(b)),供給至液體噴出頭3的供給量的最大值滿足流量a+流量f的關系。

同時,在第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002布置在液體噴出頭3的上游側的第二循環(huán)構造(圖4的(c)至圖4的(f))的情況下,與第一循環(huán)構造類似地,打印待機狀態(tài)所需的液體噴出頭3的供給量變成流量a。因而,在流量a大于第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002布置在液體噴出頭3的上游側的第二循環(huán)構造中的流量f(圖4的(c)和圖4的(d))時,即使在全噴出狀態(tài)中,供給到液體噴出頭3的供給量也充分地變成流量a。此時,液體噴出頭3的排出流量滿足流量a-流量f的關系(圖4的(d))。然而,在流量f大于流量a時(圖4的(e)和圖4的(f)),當在全噴出狀態(tài)中供給到液體噴出頭3的液體的流量變成流量a時,流量變得不足。為此,當流量f大于流量a時,供給至液體噴出頭3的供給量需要被設定為流量f。此時,由于流量f被全噴出狀態(tài)中的液體噴出頭3消耗,從液體噴出頭3排出的液體的流量變成幾乎為零(圖4的(f))。另外,如果當流量f大于流量a時,如果液體不是在全噴出狀態(tài)噴出,流量f減去由噴出消耗的量后的液體被從液體噴出頭3排出。

以這種方式,在第二循環(huán)構造的情況下,為第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002設定的流量的總和值,也就是,所需的供給流量的最大值變成流量a和流量f中的大值。為此,只要使用相同構造的液體噴出單元300,第二循環(huán)構造所需的供給量的最大值(流量a或流量f)就變得小于第一循環(huán)構造所需的供給流量的最大值(流量a+流量f)。

為此,在第二循環(huán)構造的情況下,增加了能應用的循環(huán)泵的自由度。例如,可以使用具有簡單構造和低成本的循環(huán)泵,或者可以減小設置在主體側路徑中的冷卻器(未示出)的負荷。因此,存在能夠降低打印裝置的成本的優(yōu)點。在流量a或流量f的值相對大的線型頭中,該優(yōu)點顯著。因而,線型頭中具有大長度方向長度的線型頭受益。

另一方面,第一循環(huán)構造比第二循環(huán)構造更具優(yōu)勢。也就是,在第二循環(huán)構造中,由于在打印待機狀態(tài)流過液體噴出單元300的液體的流量最大,每單位圖像面積的噴出量(以下,也稱為低占空圖像(low-dutyimage))越小,越高的負壓被施加到噴出口。為此,當流路寬度窄且負壓高時,在容易產生不均勻的低占空圖像中,高負壓施加到噴出口。因此,存在如下?lián)模焊鶕S著主墨滴噴出的所謂的衛(wèi)星滴的數量的增加,打印品質可能劣化。另一方面,在第一循環(huán)構造的情況下,由于當形成具有大的每單位面積噴出量的圖像(以下,也稱為高占空圖像(high-dutyimage))時大的負壓施加到噴出口,存在如下優(yōu)點:即使在產生許多衛(wèi)星滴時,衛(wèi)星滴對圖像的影響也小??梢钥紤]液體噴出頭和打印裝置主體的規(guī)格(噴出流量f、最小循環(huán)流量a和頭內的流路阻力)期望地選擇兩種循環(huán)構造。

如圖3所示,還在第二循環(huán)構造中,與第一循環(huán)構造類似地,供給側流阻調節(jié)機構222設置在共用的供給流路211和負壓控制單元230的高壓側壓力調節(jié)機構(h)之間,回收側流阻調節(jié)機構223設置在共用的回收流路212和低壓側壓力調節(jié)機構(l)之間。這些流阻調節(jié)機構允許抑制從之間的差壓的設定值的改變。

(液體噴出頭的構造的說明)

將說明根據第一實施方式的液體噴出頭3的構造。圖5a和5b是示出根據本實施方式的液體噴出頭3的立體圖。液體噴出頭3是線型液體噴出頭,其中,能夠噴出青色c、品紅色m、黃色y和黑色k這四種顏色的墨的15個打印元件基板10在一個打印元件基板10上成列配置(直線配置)。如圖5a示出的,液體噴出頭3包括打印元件基板10以及信號輸入端子91和電力供給端子92,它們通過能夠向打印元件基板10供給電能的柔性電路基板40和電配線基板90彼此電連接。信號輸入端子91和電力供給端子92電連接到打印裝置1000的控制單元,使得噴出所需的噴出驅動信號和電力被供給到打印元件基板10。當配線通過電配線基板90內的電回路一體化時,與打印元件基板10的數量相比,可以減少信號輸入端子91和電力供給端子92的數量。因此,當液體噴出頭3組裝到打印裝置1000或液體噴出頭3被更換時,可以減小將分離的電連接部件的數量。如圖5b示出的,設置在液體噴出頭3的兩端的液體連接部111連接到打印裝置1000的液體供給系統(tǒng)。因此,包括青色c、品紅色m、黃色y和黑色k的四色墨從打印裝置1000的供給系統(tǒng)供給到液體噴出頭3,流過液體噴出頭3的墨由打印裝置1000的供給系統(tǒng)回收。以這種方式,不同顏色的墨能夠通過打印裝置1000的路徑和液體噴出頭3的路徑循環(huán)。

圖6是示出構成液體噴出頭3的部件或單元的分解立體圖。液體噴出單元300、液體供給單元220和電配線基板90安裝到框體80。液體連接部111(參見圖3)設置在液體供給單元220中。另外,為了去除供給的墨中的異物,用于不同顏色的過濾器221(參見圖2和3)設置在液體供給單元220內,同時與液體連接部111的開口連通。分別對應于兩個顏色的兩個液體供給單元220設置有過濾器221。流過過濾器221的液體被供給到布置在布置成與各顏色對應的液體供給單元220上的負壓控制單元230。負壓控制單元230是包括不同顏色的負壓控制閥的單元。通過設置在其中的彈簧構件或閥的功能,大大降低了由液體的流量的改變導致的打印裝置1000的供給系統(tǒng)(在液體噴出頭3的上游側的供給系統(tǒng))內的壓力損失的改變。因此,負壓控制單元230能使負壓控制單元的下游側(液體噴出單元300)的負壓改變穩(wěn)定在預定范圍內。如圖2中描述的,在負壓控制單元230內構建不同顏色的兩個負壓控制閥。兩個負壓控制閥分別設定到不同控制壓力。這里,通過液體供給單元220,高壓側與液體噴出單元300內的共用的供給流路211(參見圖2)連通,低壓側與共用的回收流路212連通(參見圖2)。

框體80包括液體噴出單元支撐部81和電配線基板支撐部82,并且在支撐液體噴出單元300和電配線基板90的同時確保液體噴出頭3的剛性。電配線基板支撐部82用于支撐電配線基板90,并且通過螺釘固定到液體噴出單元支撐部81。液體噴出單元支撐部81用于校正液體噴出單元300的翹曲或變形,以確保打印元件基板10之間的相對位置精度。因此,抑制了打印介質的條紋和不均勻。為此,期望液體噴出單元支撐部81具有足夠的剛性。作為材料,期望諸如sus或鋁的金屬或諸如氧化鋁的陶瓷。液體噴出單元支撐部81設置有開口83和84,接頭橡膠100插入到開口83、84中。從液體供給單元220供給的液體通過接頭橡膠被引導到構成液體噴出單元300的第三流路構件70。

液體噴出單元300包括多個噴出模塊200和流路構件210,蓋構件130安裝到液體噴出單元300中的靠近打印介質的面。這里,如圖6示出的,蓋構件130是具有畫框形狀表面并且設置有長開口131的構件,包括在噴出模塊200中的打印元件基板10和密封構件110(參見后述的圖10a)從開口131露出。開口131周邊的框部用作在打印待機狀態(tài)罩住液體噴出頭3的罩構件的接觸面。為此,期望在罩住狀態(tài)中通過沿著開口131的周邊施加粘接劑、密封材料、充填材料以充填液體噴出單元300的噴出口面上的凸凹或間隙而形成封閉空間。

接下來,將說明包括在液體噴出單元300中的流路構件210的構造。如圖6示出的,通過層疊第一流路構件50、第二流路構件60和第三流路構件70而獲得流路構件210,并且流路構件210將從液體供給單元220供給的液體分配到噴出模塊200。此外,流路構件210是使再循環(huán)的液體從噴出模塊200返到液體供給單元220的流路構件。流路構件210通過螺釘固定到液體噴出單元支撐部81,由此抑制流路構件210的翹曲或變形。

圖7的(a)至圖7的(f)是示出第一至第三流路構件的正面和背面的視圖。圖7的(a)示出噴出模塊200安裝到的第一流路構件50的面,圖7的(f)示出第三流路構件70中的與液體噴出單元支撐部81接觸的面。第一流路構件50和第二流路構件60接合到彼此,使得在圖7的(b)和圖7的(c)中示出并且對應于流路構件的接觸面的部分彼此面對,第二流路構件和第三流路構件接合到彼此,使得在圖7的(d)和圖7的(e)中示出并且對應于流路構件的接觸面的部分彼此面對。當第二流路構件60和第三流路構件70接合到彼此時,通過流路構件的共用流路槽62和71形成在流路構件的長度方向上延伸的八個共用流路(211a、211b、211c、211d、212a、212b、212c、212d)。因此,在流路構件210內形成與各顏色對應的一組共用的供給流路211和共用的回收流路212。墨從共用的供給流路211供給到液體噴出頭3,供給到液體噴出頭3的墨由共用的回收流路212回收。第三流路構件70的連通口72(參見圖7的(f))與接頭橡膠100的孔連通,并且與液體供給單元220(參見圖6)流體連接。第二流路構件60的共用的流路槽62的底面設置有多個連通口61(與共用的供給流路211連通的連通口61-1和與共用的回收流路212連通的連通口61-2),并且與第一流路構件50的單獨的流路槽52的一端連通。第一流路構件50的單獨的流路槽52的另一端設置有連通口51,并且通過連通口51流體連接到噴出模塊200。通過單獨的流路槽52,能夠在流路構件的中央側致密地設置流路。

期望地,第一至第三流路構件由相對于液體具有耐腐蝕性且具有低線膨脹系統(tǒng)的材料形成。作為材料,例如,可以適當地使用通過在諸如氧化鋁、lcp(液晶聚合物)、pps(聚苯硫醚)、psf(聚砜)或改性ppe(聚苯醚)的基材中添加諸如纖維或細二氧化硅顆粒的無機填料而獲得的復合材料(樹脂)。作為形成流路構件210的方法,三個流路構件可以層疊并粘接到彼此。當選擇樹脂復合材料作為材料時,可以使用利用熔接的接合方法。

圖8是示出圖7的(a)的部分α并且示出通過將第一至第三流路構件接合到彼此而形成的流路構件210內的流路的局部放大透視圖,該透視圖是從第一流路構件50的噴出模塊200安裝到的面觀察的。共用的供給流路211和共用的回收流路212被形成為使得,共用的供給流路211和共用的回收流路212從兩端的流路交替地布置。這里,將說明流路構件210內的流路之間的連接關系。

流路構件210設置有沿著液體噴出頭3的長度方向延伸的、為各顏色而設的共用的供給流路211(211a、211b、211c、211d)和共用的回收流路212(212a、212b、212c、212d)。通過單獨的流路槽52形成的單獨的供給流路213(213a、213b、213c、213d)通過連通口61連接到不同顏色的共用的供給流路211。此外,通過單獨的流路槽52形成的單獨的回收流路214(214a、214b、214c、214d)通過連通口61連接到不同顏色的共用的回收流路212。利用該流路構造,能夠從共用的供給流路211通過單獨的供給流路213將墨集中地供給到位于流路構件的中央部的位置的打印元件基板10。此外,能夠通過單獨的回收流路214將來自打印元件基板10的墨回收到共用的回收流路212。

圖9是沿著圖8中的ix-ix線截取的截面圖。單獨的回收流路(214a、214c)通過連通口51與噴出模塊200連通。在圖9中,僅示出了單獨的回收流路(214a、214c),但是,在不同截面中,如圖8中示出的,單獨的供給流路213和噴出模塊200彼此連通。包括在各噴出模塊200中的支撐構件30和打印元件基板10設置有將墨從第一流路構件50供給到設置在打印元件基板10中的打印元件15的流路。此外,支撐構件30和打印元件基板10設置有將供給到打印元件15的液體的一部分或全體回收(再循環(huán))到第一流路構件50的流路。

這里,各顏色的共用的供給流路211通過液體供給單元220連接到對應顏色的負壓控制單元230(高壓側),共用的回收流路212通過液體供給單元220連接到負壓控制單元230(低壓側)。通過負壓控制單元230,在共用的供給流路211和共用的回收流路212之間產生差壓(壓力差)。為此,如圖8和9中示出的,在本實施方式的具有彼此連接的流路的液體噴出頭內,按照各色的共用的供給流路211、單獨的供給流路213、打印元件基板10、單獨的回收流路214和共用的回收流路212的順序產生流。

(噴出模塊的說明)

圖10a是示出一個噴出模塊200的立體圖,圖10b是該噴出模塊200的分解圖。作為用于制造噴出模塊200的方法,首先,打印元件基板10和柔性電路基板40粘接到設置有液體連通口31的支撐構件30。隨后,打印元件基板10上的端子16和柔性電路基板40上的端子41通過引線接合連接到彼此,通過密封構件110密封引線接合部(電連接部)。柔性電路基板40的與打印元件基板10相反的端子42電連接到電配線基板90的連接端子93(參見圖6)。由于支撐構件30用作支撐打印元件基板10的支撐體和使打印元件基板10和流路構件210彼此流體連通的流路構件,期望支撐構件在接合到打印元件基板時具有高的平面度和充分高的可靠性。作為材料,例如,期望使用氧化鋁或樹脂。

(打印元件基板的結構的說明)

圖11a是示出打印元件基板10的設置有噴出口13的面的平面圖,圖11b是圖11a的部分a的放大圖,圖11c是示出圖11a的背面的平面圖。這里,將描述本實施方式的打印元件基板10的構造。如圖11a示出的,打印元件基板10的噴出口形成構件12設置有與墨的不同顏色對應的四列噴出口列。此外,噴出口13的噴出口列的延伸方向將被稱為“噴出口列方向”。如圖11b中示出的,用作用于通過熱能噴出液體的噴出能量產生元件的打印元件15布置于與各噴出口13對應的位置。設置在打印元件15內的壓力室23由分割壁22限定。打印元件15通過設置在打印元件基板10中的電線(未示出)電連接到端子16。然后,基于經由電配線基板90(參見圖6)和柔性電路基板40(參見圖10b)來自打印裝置1000的控制電路的脈沖信號輸入,打印元件15在加熱液體的情況下使液體沸騰。通過沸騰引起的發(fā)泡力,液體從噴出口13噴出。如圖11b中示出的,液體供給路徑18沿著各噴出口列在一側延伸,液體回收路徑19沿著噴出口列在另一側延伸。液體供給路徑18和液體回收路徑19是在設置于打印元件基板10的噴出口列方向上延伸的流路,并通過供給開口17a和回收開口17b與噴出口13連通。

如圖11c中示出的,片狀蓋板20層疊于打印元件基板10的設置有噴出口13的面的背面,蓋板20設置有與液體供給路徑18和液體回收路徑19連通的多個開口21。在本實施方式中,蓋板20為各液體供給路徑18設置有三個開口21,為各液體回收路徑19設置有兩個開口21。如圖11b中示出的,蓋板20的開口21與圖7的(a)中示出的連通口51連通。期望地,蓋板20具有對液體的充分的耐腐蝕性。從防止顏色混合的角度出發(fā),開口21的開口形狀和開口位置需要具有高精度。為此,期望通過使用光敏樹脂材料或硅板作為蓋板20的材料通過光刻法形成開口21。以這種方式,蓋板20通過開口21改變流路的節(jié)距(pitch)。這里,考慮到壓力損失,期望通過薄厚度的膜狀構件形成蓋板。

圖12是示出沿著圖11a中的xii-xii線截取的打印元件基板10和蓋板20的截面的立體圖。這里,將說明打印元件基板10內的液體的流動。蓋板20用作形成在打印元件基板10的基板11中形成的液體供給路徑18和液體回收路徑19的壁的一部分的蓋。打印元件基板10通過層疊由si形成的基板11和由光敏樹脂形成的噴出口形成構件12而形成,蓋板20接合到基板11的背面?;?1的一面設置有打印元件15(參見圖11b),基板11的背面設置有形成沿著噴出口列延伸的液體供給路徑18和液體回收路徑19的槽。由基板11形成的液體供給路徑18和液體回收路徑19和蓋板20分別連接到在各流路構件210內的共用的供給流路211和共用的回收流路212,在液體供給路徑18和液體回收路徑19之間產生差壓。當從噴出口13排出液體以打印圖像時,基板11內設置的不噴出液體的噴出口處的液體供給路徑18內的液體通過差壓經由供給口17a、壓力室23和回收口17b流向液體回收路徑19(參見圖12中的箭頭c)。通過該流動,能夠由液體回收路徑19回收不參與打印操作的噴出口13或壓力室23中的異物、氣泡和由噴出口13中的蒸發(fā)產生的增粘的墨。此外,可以抑制噴出口13或壓力室23的墨的增粘。回收到液體回收路徑19的液體通過蓋板20的開口21和支撐構件30的液體連通口31(參見圖10b)以如下順序被回收:流路構件210內的連通口51(參見圖7的(a))、單獨的回收流路214和共用的回收流路212。然后,由打印裝置1000的回收路徑回收該液體。也就是,從打印裝置主體供給到液體噴出頭3的液體以如下順序流動,以被供給和回收。

首先,液體從液體供給單元220的液體連接部111流到液體噴出頭3。然后,順次地通過接頭橡膠100、設置在第三流路構件中的連通口72和共用的流路槽71、設置在第二流路構件中的共用的流路槽62和連通口61以及設置在第一流路構件中的單獨的流路槽52和連通口51供給該液體。隨后,在順次地通過設置在支撐構件30中的液體連通口31、設置在蓋板20中的開口21、設置在基板11中的液體供給路徑18和供給口17a的情況下,該液體被供給到壓力室23。在被供給到壓力室23的液體中,未從噴出口13噴出的液體順次地流過設置在基板11中的回收口17b和液體回收路徑19、設置在蓋板20中的開口21和設置在支撐構件30中的液體連通口31。隨后,液體順次地流過設置在第一流路構件中的連通口51和單獨的流路槽52、設置在第二流路構件中的連通口61和共用的流路槽62、設置在第三流路構件70中的共用的流路槽71和連通口72、以及接頭橡膠100。然后,液體從設置在液體供給單元220中的液體連接部111流到液體噴出頭3的外部。

在圖2中示出的第一循環(huán)構造中,來自液體連接部111的液體通過負壓控制單元230被供給到接頭橡膠100。此外,在圖3中示出的第二循環(huán)構造中,回收自壓力室23的液體通過接頭橡膠100,通過負壓控制單元230從液體連接部111流到液體噴出頭的外部。來自液體噴出單元300的共用的供給流路211的一端的全部的液體未通過單獨的供給流路213a供給到壓力室23。也就是,液體可以從共用的供給流路211的另一端流到液體供給單元220,而不使來自共用的供給流路211的一端的液體流入單獨的供給流路213a。以這種方式,由于設置路徑,使得液體流過該路徑而不通過打印元件基板10,所以即使在如本實施方式的包括具有小流阻的大流路的打印元件基板10中,也可以抑制液體的循環(huán)流的逆流。以這種方式,由于在本實施方式的液體噴出頭3中可以抑制噴出口或壓力室23的附近的液體的增粘,所以可以抑制滑移(slippage)或不噴出。結果,能夠打印高品質的圖像。

(打印元件基板之間的位置關系的說明)

圖13是示出兩個鄰接的噴出模塊200中的打印元件基板的鄰接部分的局部放大平面圖。在本實施方式中,使用實質上平行四邊形的打印元件基板。具有配置在各打印元件基板10中的噴出口13的噴出口列(14a至14d)布置成在相對于液體噴出頭3的長度方向成預定角度的同時傾斜。因而,打印元件基板10之間的鄰接部分處的噴出口列形成為使得,至少一個噴出口在打印介質輸送方向上重疊。在圖13中,兩個噴出口在線d上彼此重疊。利用這種配置,即使在打印元件基板10的位置從預定位置略微偏離時,通過重疊的噴出口的驅動控制,也不會看到打印圖像的黑條或缺失。即使在打印元件基板10以直線形狀(行形狀)布置而不是以z字形布置時,通過圖13示出的構造,在抑制打印介質輸送方向上的液體噴出頭3的長度增加的同時,也能夠處理打印元件基板10之間的連接部處的黑條或缺失。此外,在本實施方式中,打印元件基板的主平面具有平行四邊形形狀,但是本發(fā)明不限于此。例如,即使在使用具有矩形、梯形或其它形狀的打印元件基板時,也可以期望地使用本發(fā)明的構造。

(第二實施方式的噴墨打印裝置)

下面,將參照附圖說明根據本發(fā)明的第二實施方式的噴墨打印裝置2000和液體噴出頭2003的構造。在下面的說明中,將僅說明與第一實施方式的不同點,將省略與第一實施方式中相同的部件的說明。

(噴墨打印裝置的說明)

圖21是示出根據本實施方式的噴墨打印裝置2000的圖示。本實施方式的打印裝置2000與第一實施方式的不同之處在于,通過分別對應于青色c、品紅色m、黃色y和黑色k的墨的四個單色液體噴出頭2003并列布置的構造,在打印介質上打印全色圖像。在第一實施方式中,能夠用于一種顏色的噴出口列的數目為一列。然而,在本實施方式中,能夠用于一種顏色的噴出口列的數目為二十列。為此,當打印數據被適當地分配給多個噴出口列以打印圖像時,能夠以更高的速度進行圖像打印。此外,即使在存在不噴出液體的噴出口時,也能夠從在打印介質輸送方向上與不噴出口對應的位置處的其它列的噴出口補充地噴出液體。提高了可靠性,因而能夠適當地打印商業(yè)圖像。與第一實施方式類似地,打印裝置2000的供給系統(tǒng)、緩沖罐1003(參見圖2和3)和主罐1006(參見圖2和3)流體連接到液體噴出頭2003。此外,電控制單元電連接到液體噴出頭2003,其中該電控制單元向液體噴出頭2003傳遞電力和噴出控制信號。

(循環(huán)路徑的說明)

與第一實施方式類似地,圖2或3中示出的第一和第二循環(huán)構造可以用作打印裝置2000和液體噴出頭2003之間的液體循環(huán)構造。

(液體噴出頭的結構的說明)

圖14a和14b是示出根據本實施方式的液體噴出頭2003的立體圖。這里,將說明根據本實施方式的液體噴出頭2003的結構。液體噴出頭2003是包括在液體噴出頭2003的長度方向上直線狀配置的十六個打印元件基板2010的噴墨線型(頁寬型)打印頭,并且能夠通過一種液體打印頭像。與第一實施方式類似地,液體噴出頭2003包括液體連接部111、信號輸入端子91和電力供給端子92。然而,由于與第一實施方式相比,本實施方式的液體噴出頭2003包括許多噴出口列,所以信號輸入端子91和電力供給端子92布置在液體噴出頭2003的兩側。這是因為,需要減小由打印元件基板2010中設置的配線部引起的電壓減小或信號傳遞的延遲。

圖15是示出液體噴出頭2003和根據其功能構成液體噴出頭2003的部件或單元的斜視分解圖。液體噴出頭內的各單元和構件的功能或液流順序基本上與第一實施方式相似,但是確保液體噴出頭的剛性的功能不同。在第一實施方式中,主要由液體噴出單元支撐部81確保液體噴出頭的剛性,但是,在第二實施方式的液體噴出頭2003中,由包括在液體噴出單元2300中的第二流路構件2060確保液體噴出頭的剛性。本實施方式的液體噴出單元支撐部81連接到第二流路構件2060的兩端,液體噴出單元2300機械地連接到打印裝置2000的滑架,以定位液體噴出頭2003。電配線基板90和包括負壓控制單元2230的液體供給單元2220連接到液體噴出單元支撐部81。兩個液體供給單元2220均包括構建在其中的過濾器(未示出)。

兩個負壓控制單元2230被設定成將壓力控制在不同的較高和較低的負壓。此外,如在圖14b和15中那樣,當在高壓側和低壓側的負壓控制單元2230設置在液體噴出頭2030的兩端時,在沿著液體噴出頭2003的長度方向延伸的共用的供給流路和共用的回收流路中的液流面對彼此。在這種構造中,促進了共用的供給流路和共用的回收流路之間的熱交換,因此,減小了兩個共用的流路內的溫差。因此,減小了沿著共用的流路設置的打印元件基板2010的溫差。結果,存在不易由溫差引起打印不均一的優(yōu)點。

接下來,將說明液體噴出單元2300的流路構件2210的詳細構造。如圖15示出的,通過層疊第一流路構件2050和第二流路構件2060而獲得流路構件2210,并且流路構件2210將從液體供給單元2220供給的液體分配到噴出模塊2200。流路構件2210用作使自噴出模塊2200再循環(huán)的液體返回到液體供給單元2220的流路構件。流路構件2210的第二流路構件2060是具有形成在其中的共用的供給流路和共用的回收流路且提高液體噴出頭2003的剛性的流路構件。為此,期望第二流路構件2060的材料具有對液體的充分的耐腐蝕性和高機械強度。具體地,可以使用sus、ti或氧化鋁。

圖16的(a)是示出第一流路構件2050的噴出模塊2200安裝到的面的視圖,圖16的(b)是示出其背面和與第二流路構件2060接觸的面的視圖。與第一實施方式不同地,本實施方式的第一流路構件2050具有如下構造:多個構件鄰接地布置成分別與噴出模塊2200對應。通過采用這種分割結構,多個模塊可以配置成與液體噴出頭2003的長度對應。因此,可以適當地使用該結構,特別是在與例如具有b2或更大尺寸的片材對應的較長液體噴出頭中。如圖16的(a)中示出的,第一流路構件2050的連通口51與噴出模塊2200流體連通。如圖16的(b)中示出的,第一流路構件2050的單獨的連通口53與第二流路構件2060的連通口61流體連通。圖16的(c)示出第二流路構件60相對于第一流路構件2050的接觸面,圖16的(d)示出第二流路構件60的厚度方向中央部的截面,圖16的(e)是示出第二流路構件2060相對于液體供給單元2220的接觸面的視圖。第二流路構件2060的連通口或流路的功能與第一實施方式的各顏色相似。第二流路構件2060的共用的流路槽71形成為使得,流路槽71的一側是圖17中示出的共用的供給流路2211,另一側是共用的回收流路2212。這些流路分別沿著液體噴出頭2003的長度方向設置,使得液體從其一端供給到其另一端。本實施方式與第一實施方式的不同之處在于,共用的供給流路2211和共用的回收流路2212中的液體流動方向彼此相反。

圖17是示出打印元件基板2010和流路構件2210之間的液體連接關系的透視圖。在液體噴出頭2003的長度方向上延伸的共用的供給流路2211和共用的回收流路2212這一對流路設置在流路構件2210內。第二流路構件2060的連通口61連接到第一流路構件2050的單獨的連通口53使得兩個位置彼此匹配,形成通過連通口61從第二流路構件2060的共用的供給流路2211連通到第一流路構件2050的連通口51的液體供給流路。類似地,還形成通過共用的回收流路2212從第二流路構件2060的連通口72連通到第一流路構件2050的連通口51的液體供給路徑。

圖18是沿著圖17的xviii-xviii線截取的截面圖。共用的供給流路2211通過連通口61、單獨的連通口53和連通口51連接到噴出模塊2200。盡管圖18中未示出,明顯地,通過與圖17的不同截面中的相同路徑,共用的回收流路2212連接到噴出模塊2200。與第一實施方式類似地,噴出模塊2200和打印元件基板2010均設置有與各噴出口連通的流路,因而,在通過噴出口的同時,不執(zhí)行噴出操作的部分或全部供給的液體可以再循環(huán)。此外,與第一實施方式類似地,共用的供給流路2211通過液體供給單元2220連接到負壓控制單元2230(高壓側),共用的回收流路2212通過液體供給單元2220連接到負壓控制單元2230(低壓側)。因而,通過差壓形成了流動,使得液體通過打印元件基板2010的壓力室從共用的供給流路2211流到共用的回收流路2212。

(噴出模塊的說明)

圖19a是示出一個噴出模塊2200的立體圖,圖19b是該噴出模塊2200的分解圖。與第一實施方式的不同之處在于,在打印元件基板2010的噴出口列方向上的兩側(打印元件基板2010的各長邊部)分別布置端子16。因此,為各打印元件基板2010布置電連接到打印元件基板2010的兩個柔性電路基板40。由于設置在打印元件基板2010中的噴出口列的數量為二十,噴出口列比第一實施方式的八個噴出口列多。這里,由于縮短了端子16到打印元件的最大距離,所以減小了打印元件基板2010內的配線部內產生的信號的延遲和電壓的降低。此外,支撐構件2030的液體連通口31沿著設置于打印元件基板2010的整個噴出口列開口。其它構造與第一實施方式中的構造相似。

(打印元件基板的結構的說明)

圖20的(a)是示出打印元件基板2010的布置有噴出口13的面的示意圖;圖20的(c)是示出圖20的(a)的所述面的背面的示意圖。圖20的(b)是示出打印元件基板2010的當設置在圖20的(c)中的打印元件基板2010的背面的蓋板2020被移除時的面的示意圖。如圖20的(b)中示出的,在打印元件基板2010的背面,液體供給路徑18和液體回收路徑19沿著噴出口列方向交替地設置。噴出口列的數量大于第一實施方式中的噴出口列的數量。然而,與第一實施方式的基本區(qū)別在于,如上所述,端子16布置在沿著打印元件基板的噴出口列方向的兩側?;緲嬙炫c第一實施方式的相似之處在于,在各噴出口列中設置有液體供給路徑18和液體回收路徑19這一對路徑,蓋板2020設置有與支撐構件2030的液體連通口31連通的開口21。

上述實施方式的說明不限制本發(fā)明的范圍。作為示例,在本實施方式中,說明了通過加熱元件產生氣泡以噴出液體的熱型式。然而,本發(fā)明還可以應用于采用壓電型式和其它各種液體噴出型式的液體噴出頭。

在本實施方式中,已經說明了諸如墨的液體在罐和液體噴出頭之間循環(huán)的噴墨打印裝置(打印裝置),但是還可以使用其它實施方式。在其它實施方式中,例如,可以采用如下構造:墨不循環(huán),在液體噴出頭的上游側和下游側設置兩個罐,使得墨從一個罐流到另一個罐。

在本實施方式中,已經說明了使用所謂的線型頭的示例,其中,線型頭具有與打印介質的寬度對應的長度,但是,本發(fā)明還可以應用于所謂的串行型(serialtype)液體噴出頭,該液體噴出頭在掃描打印介質的同時在打印介質上打印圖像。作為串行型液體噴出頭,例如,液體噴出頭可以配備有噴出黑色墨的打印元件基板和噴出彩色墨的打印元件基板,但是,本發(fā)明不限于此。也就是,可以提供如下液體噴出頭并可以由該液體噴出頭掃描打印介質:該液體噴出頭比打印介質的寬度短并包括布置成使得噴出口在噴出口陣列方向上彼此重疊的多個打印元件基板。

接在,在下面,將說明與上述第一和第二模式的液體噴出頭中的負壓控制單元和流阻調節(jié)機構相關的本發(fā)明的實施方式。

<減壓型負壓控制單元>

圖22a至22c是示出負壓控制單元230的具體構造的視圖,該負壓控制單元230適用于根據本發(fā)明的實施方式的圖2中示出的第一循環(huán)構造。負壓控制單元230與通常被稱為“減壓調節(jié)器”的單元類似,在本說明書中,還將該負壓控制單元230稱為減壓型負壓控制單元。圖22a示出負壓控制單元的外觀,圖22b和22c分別示出沿著圖22a的xxiib-xxiib線和xxiic-xxiic線截取的截面。

在本實施方式中,在負壓控制單元230中,設定到高壓側(h)和低壓側(l)的一對負壓控制機構彼此成一體。在這種情況下,如圖22c中示出的,兩個負壓控制機構被布置成彼此嵌合。由此,可以嘗試使負壓控制單元230小型化。設定到高壓側和低壓側的兩個負壓控制機構具有相同的基本構造和相同的動作原理,彼此的區(qū)別僅在于施力構件231的施力和受壓板的尺寸。為此,以下將參照圖22b僅說明高壓側(h)的負壓調節(jié)機構。

將說明液流。來自外部的液體流入負壓控制單元230的入口230a(圖22a),通過閥237和開口部238之間的間隙流入第二壓力室236。然后,第二壓力室236中的液體通過出口230b被供給到液體噴出頭300(參見圖2)。如圖22b中示出的,受壓板232、第一壓力室235和由受壓板和柔性膜233密封的第二壓力室236設置在負壓控制單元230內。另外,設置有開口部238,第一壓力室235和第二壓力室通過該開口部238彼此連通。通過軸234機械地連接到受壓板232的閥237設置在第一壓力室內。軸234、閥237和受壓板232被構造成在頭被驅動時一體地移動。另外,受壓板232被在閥237被施力構件(彈簧)231關閉的方向上施力。在本說明書中,受壓部是指通過受壓板232和柔性膜233組合到一起而獲得的部分。

然而,整個柔性膜233不會基于第二壓力室內的壓力變位。柔性膜233的在受壓板232附近的膜部分主要起到受壓部的作用,柔性膜233的一部分不會基于壓力改變而變位。膜接收壓力的有效范圍根據各部分的尺寸或壓力而變化。

閥237可以改變開口部238和閥237之間的間隙,由此改變流阻。另外,當第一循環(huán)泵停止時,閥237可以接觸、阻擋和流體密封開口部238。當閥237和開口部238被流體密封時,允許在循環(huán)泵停止時(也就是,在打印裝置停止時)負壓持續(xù)地作用于噴出口,可以防止墨從噴出口泄漏。具有相對于液體的足夠的耐腐蝕性的諸如橡膠、彈性體等的彈性材料優(yōu)選地用作閥237的材料。

在本實施方式中,受壓部包括受壓板232和柔性膜233。然而,當構造具有閥237的位置可以根據第二壓力室內的壓力而改變的機構時,可以使用其他構造。例如,可以使用不存在受壓板232且柔性膜233結合到軸235的構造或者可以替代受壓板和膜使用具有柔性的膜狀構件(隔膜)且該膜狀構件被設定為受壓部的構造。在這種情況下,隔膜除了具有受壓部的功能之外還具有對閥施力的施力部件的功能。

另外,在圖22b中,作為與施力構件對應的彈簧,設置了兩個相聯(lián)的彈簧。然而,當施加的彈簧力滿足期望的負壓值時,壓力調節(jié)功能不存在問題。為此,可以采用使用僅一個彈簧或使用三個或更多個彈簧的構造。此外,在本實施方式中,卷簧被用作使偏置力作用于閥237的機構。然而,可以使用例如板簧的其他機構。另外,可以采用如下構造:使用與代替如上所述的受壓板和柔性膜的膜狀彈性體對應的隔膜來對閥237施力。

如圖22b中示出的,可以采用如下構造:兩個相聯(lián)的彈簧中的一個施力構件被分割設置在第二壓力室236內,受壓板232和軸234可以彼此分開。另外,即使在受壓板232和軸234彼此分開的狀態(tài)下,由第二壓力室內的施力構件施加的力也作用在受壓板232上。為此,即使在閥237被阻擋的狀態(tài)下,受壓板232也可以與軸234分開,通過第二壓力室236內的施力構件的作用,受壓板232可以在第二壓力室的容積進一步增大的方向上變位。以這種方式,即使在液體噴出頭長時間不被驅動時,也在液體噴出頭內捕獲氣泡,第二壓力室236可以用作緩沖器,以吸收氣泡體積的增量,由此防止頭內產生正壓。

另外,在圖22b中,閥237設置在開口部238的上游側。此外,當受壓板在圖22b中向上變位時,變位傳遞到閥,開口部238和閥237之間的間隙減小。從第一壓力室235的入口230a(圖22a)進入的液體通過開口部238和閥237之間的間隙流入第二壓力室236,將其壓力傳送到受壓板232。然后,液體從第二壓力室236的出口230b(圖22a)被供給到液體噴出單元300(參見圖2)。

基于下面的指示施加到各單元的力的平衡的表達式來確定第二壓力室236內的壓力p2。

p2=p0-(p1sv+k1x)/sd表達式(1)

這里,sd表示受壓板的受壓面積,sv表示閥部的受壓面積,p0表示大氣壓力,p1表示第一壓力室235內的壓力,p2表示第二壓力室236內的壓力,k1表示施力構件231的彈簧常數,x表示彈簧移位。

通過改變施力構件231的力,可以將p2設定為期望的控制壓力。為了改變施力構件的力,改變彈簧常數k1或改變動作時的彈簧長度。

另外,當閥和開口部之間的間隙的流阻被設定為r,通過負壓控制單元230內的液體的流量被設定為q時,滿足下面的表達式。

p2=p1–qr表達式(2)

這里,例如,流阻r和閥和開口部之間的間隙(以下,稱作“閥開度”)被設計成具有圖23中示出的關系。圖23是示出根據本實施方式的負壓控制單元中的、閥和開口部之間的流阻和閥開度之間的關系的圖。如圖23中示出的,流阻r隨著閥開度的增大而減小。當閥開度被確定時,確定p2,使得同時滿足上述表達式(1)和表達式(2)。

更具體地,由于連接到負壓控制單元的上游的第二循環(huán)泵(送液泵)1004(參見圖2)中的壓力恒定,當流入負壓控制單元230的流量q增大時,p1減小第二循環(huán)泵和負壓控制單元230之間的流阻因流量增加導致的增量。為此,阻擋閥的力p1sv減小,由于表達式(1)p2瞬時地增大。

另外,從表達式(2)計算出r=(p1–p2)/q。這里,由于q和p2增大,p1減小,所以r減小。當r增大時,由于圖23中示出的關系,閥開度增大。如從圖22b能夠理解的,當閥開度增大時,施力構件(彈簧231)的長度減小,因而與從自由長度的移位對應的x增大。為此,彈簧的力k1x增大。結果,從表達式(1)可以看出,p2瞬時地減小。相反地,當流量q減小時,p2瞬時地增大,由于與上述相逆的動作,p2瞬時地減小。當該現象瞬時地重復時,在閥開度根據流量q改變的同時,滿足表達式(1)和表達式(2)。因而,p2被控制在定值。結果,負壓控制單元230的下游(也就是,液體噴出單元的入口)的壓力被自動控制在恒定值。

另外,如從表達式(1)可以理解的,由于p2的波動范圍等于p1的波動范圍x(sv/sd),當sv/sd的比率被設計為足夠小時,即使當p1由于第二循環(huán)泵1004(圖2)的脈動等略微改變時,p2的波動范圍也可以被設定為足夠小。為此,不需要壓力傳感器、負壓調節(jié)用動力等,可以減化液體噴出裝置的主體。

<背壓型負壓控制單元>

圖24a至24c是示出負壓控制單元230的具體構造的視圖,該負壓控制單元230適用于根據本發(fā)明的實施方式的圖3中示出的第二循環(huán)構造。負壓控制單元230與通常被稱為“背壓調節(jié)器”的單元類似,在本說明書中,還將該負壓控制單元230稱為背壓型負壓控制單元。圖24a和24b分別示出在高壓側(h)和低壓側(l)的本實施方式的負壓控制單元的外觀,圖24c示出沿著圖24a的xxivc-xxivc線截取的截面。

與圖22a至22c中示出的減壓型壓力調節(jié)機構不同,在本實施方式中,在高壓側(h)和低壓側(l)的兩個負壓控制單元被構造為單獨體。此外,在圖14a和14b中示出的液體噴出單元300的兩端均布置一個負壓控制單元230。負壓控制單元被構造為單獨體的該實施方式是示例,高壓側和低壓側可以一體地形成為圖22a至22c中示出的減壓型負壓控制單元。根據本實施方式的圖3示出一體形成的負壓控制單元。設定到高壓側和低壓側的兩個負壓調節(jié)機構具有相同的基本構造和相同的動作原理,彼此的區(qū)別僅在于作用于閥的施力或受壓板的受壓面積。

受壓部、下面未說明的受壓部和施力機構與在上面參照圖22a至22c說明的減壓型負壓控制單元的相同。

如圖24c中示出的,與減壓閥型負壓控制單元的不同之處在于:閥237布置在第一壓力室235內,當受壓板232朝向圖24c中的下方移動時,開口部238和閥237之間的間隙變大,負壓控制單元230內的液流反向,布置受壓板的一側與上游的第一壓力室對應。將說明液流。來自液體噴出頭300的液體通過負壓控制單元230的入口230a流入第一壓力室235,通過閥237和開口部238之間的間隙流入第二壓力室236。然后,第二壓力室236中的液體通過出口230b被供給到外部。

壓力調節(jié)機構可以被描述為與上述減壓型壓力調節(jié)機構幾乎相同的機構。更具體地,從下面的指示作用于各單元的力的平衡的表達式(3)來確定第一壓力室235內的壓力p1。與減壓型負壓控制單元不同,在本實施方式的背壓式負壓控制單元中,第二施力構件239相對于受壓板232布置在第一壓力室235的相反側。為此,當施力構件231和第二施力構件239的彈簧常數被設定為k1和k2,在閥開度為零時它們的移位被分別設定為x0和y0時,當開度a增大時,第一施力構件從自由長度的移位的減小為a,第二施力構件的移位增加a。以這種方式,從作用于各單元的力的平衡關系獲得下面的表達式。

p1sd+k1(x0-a)+p2sv=p0sd+k2(y0+a)

通過對上面的表達式進行變形而得到下面的表達式。

p1=p0-(p2sv/sd)+(k1+k2)a/sd-pl表達式(3)

這里,sd表示受壓板的受壓面積,sv表示閥部的受壓面積,p0表示大氣壓力,p1表示第一壓力室內的壓力,p2表示第二壓力室內的壓力,k1表示施力構件231的彈簧常數,k2表示第二施力構件239的彈簧常數,“a”表示閥開度,x0表示閥開度為零時第一施力構件從自由長度的移位,y0表示閥開度為零時第二施力構件從自由長度的移位,pl(預加載)=(k1x0-k2y0)/sd。

另外,在本實施方式的背壓式負壓控制單元中,類似地滿足關于減壓型負壓控制單元的上述表達式(2)。這里,閥開度和閥和開口部之間的間隙部的流阻r之間的關系被設計成與圖23中示出的關系對應。換言之,流阻r隨著閥開度的增大而減小。在本實施方式中,通過設定閥開度使得同時滿足表達式(3)和表達式(2),來確定p1。

由于連接到負壓控制單元的下游的第二循環(huán)泵1004(參見圖3)中的壓力恒定,當流出負壓控制單元230的流量q增大時,p2增加第二循環(huán)泵和負壓控制單元230之間的流阻因流量增加導致的增量。為此,打開閥的力p2sv增大,由于表達式(3)p1瞬時地減小。另外,從表達式(2)獲得r=(p1-p2)/q。

這里,由于q和p2增大,p1減小,所以r減小。另外,當r減小時,由于圖23中示出的關系,閥開度增大。如圖24c中示出的,當閥237的開度增大時,施力構件231和第二施力構件239的長度分別增大和減小。因而,從它們的自由長度的移位減小和增大。結果,第一施力構件的閥力和第二施力構件的閥力分別減小和增大。因此,隨著閥開度的增大,閥打開的方向上的力減小。為此,由于表達式(3),p1瞬時地增大。相反地,當流量q減小時,p1瞬時地增大,由于與上述相逆的動作,p1瞬時地減小。

當該現象瞬時地重復時,在閥開度根據流量q改變的同時,滿足表達式(3)和表達式(2)。結果,p1被控制在恒定值。因而,負壓控制單元230的上游(也就是,液體噴出單元的出口)的壓力被自動控制在恒定值。另外,如從表達式(3)可以容易地理解的,由于p1的波動范圍等于p2的波動范圍x(sv/sd),當sv/sd的比率被設計為足夠小時,即使當p2由于第二循環(huán)泵的脈動等略微改變時,p1的波動范圍也可以被設定為足夠小。為此,不需要壓力傳感器、負壓調節(jié)用動力等,可以減化打印裝置的主體。

<另一實施方式的負壓控制單元>

圖25是示出負壓控制單元的另一實施方式的視圖,該負壓控制單元適用于圖2中示出的第一循環(huán)構造。如圖25中示出的,兩個負壓調節(jié)機構被集成在負壓控制單元230中,其中每個負壓調節(jié)機構均具有被柔性膜233分割成液室234和空氣室235的內部。壓力傳感器s和空氣泵ph和pl連接到各空氣室235。盡管圖25中未示出,但是壓力傳感器s和空氣泵ph和pl均電連接到裝置的主體的控制器。控制器基于來自壓力傳感器s的壓力值和存儲在控制器中的設定壓力值分別控制高壓側和低壓側的空氣泵ph和pl的驅動。該控制允許各液室234中的壓力維持在期望壓力,在共用的供給流路211和共用的回收流路212之間產生期望的差壓。

另外,與圖2中示出的負壓控制單元的情況類似地,在圖25中示出的負壓控制單元中,可以通過供給側流阻調節(jié)機構222和回收側流阻調節(jié)機構223的操作來校正流阻的偏移。換言之,即使在流阻從共用的供給流路211或共用的回收流路212中的設定值偏移時,通過校正負壓控制單元和共用的流路之間的流阻偏移可以允許期望的壓力作用在共用的流路的入口的期望的流量。結果,可以減小設定值和共用的供給流路和共用的回收流路之間的差壓之間的公差,減小在各液體噴出頭中流動的循環(huán)流的量的改變。

(可變壓型(減壓型)負壓控制單元的壓力公差的調節(jié))

本發(fā)明的實施方式將通過上面參照圖22a至22c說明的減壓型負壓控制單元校正控制壓力的公差。如上所述,由于負壓控制單元對應于具有力平衡型的減壓型壓力調節(jié)閥的機理相同的機理,通常,在控制壓力/流量中存在負斜率(negativegradient)(作為所謂的傾斜度(droop),流量增大,控制壓力減小),在斜率中可能會產生公差。在本實施方式中,控制壓力/流量的斜率被設定為正,通過調節(jié)流阻調節(jié)機構中的流阻來調節(jié)斜率,抑制在共用的流路的入口處與流量的改變相關的壓力改變。

另外,在通常的減壓型壓力調節(jié)閥中,由于受壓板的面積或彈簧力的公差,在一定流量時的控制壓力值中產生公差。本實施方式同時校正控制壓力的公差和控制壓力/流量的斜率的公差。

在下面的說明中,將說明圖22b中示出的高壓側的負壓調節(jié)機構。然而,低壓側的負壓調節(jié)機構是相似的,因而,將省略其說明。在圖22b中,負壓調節(jié)構件240具有外部空氣連通口,并且被固定到負壓控制單元的主體。機械方法或使用粘接劑的方法可以優(yōu)選地用作固定方法。

這里,施力構件231的彈簧常數為k1,閥開度為零時的移位分別被設定為x0和y0。當開度“a”增大時,施力構件231的從自由長度的移位增大“a”。因而,從施加到相應單元的力的平衡關系獲得下面的表達式。

p2sd+k1(x0+a)+p1sv=p0sd

通過對上面的表達式進行變形而得到下面的表達式。

p2=p0-(p1sv/sd)-k1a/sd-pl表達式(4)

這里,“a”表示閥開度,x0表示在開度為零時施力構件231從自由長度的移位,pl(預加載)=(k1x0)/sd。

<p2的公差的調節(jié)>

如圖22c中示出的,負壓調節(jié)構件240通過柔性膜233與第一壓力室側的施力構件接觸。這里,當負壓調節(jié)構件的諸如厚度、高度等的形狀改變時,施力構件的移位可能改變,可以調節(jié)控制壓力p2。具體地,當負壓調節(jié)構件240的形狀改變以縮短第一壓力室側的施力構件的長度時,上述表達式中的x0增大,因而,表達式(4)的pl減小,p2增大。另一方面,當第一壓力室側的施力構件的長度增大時,x0變小,因而表達式(4)的pl增大,p2減小。以這種方式,控制壓力p2的公差可以被校正以執(zhí)行調整,使得在期望的流量獲得期望的控制壓力p2。

當表達式(4)兩側被流量q微分時,得到下面的表達式。

dp2/dq=-(sv/sd)dp1/dq-(k1+k2)/sdda/dq表達式(5)

這里,當流量q增大時,圖2中的第二循環(huán)泵和負壓控制單元之間的壓力損失增大,因而p1減小。為此,dp1/dq為負。同時,開度“a”隨著流量q增大而增大。因而,da/dq為正。這里,當執(zhí)行設計,使得滿足下面的表達式(6)時,如能夠從表達式(5)理解的,負壓控制單元的控制壓力p2/流量q的斜率為正。換言之,控制壓力p2隨著流量q增大而升高。在此情況下,閥作用壓力p1的流量變化率r2滿足如下表達式。

r2>(k1+k2)/sv·(da/dq)(r2:-dp1/dq)表達式(6)

<斜率p2/q的調節(jié)>

允許上述校正的圖22a至22c中示出的負壓調節(jié)機構用于圖2中示出的負壓控制單元230。在這種情況下,當流阻增大時,通過調節(jié)負壓控制單元230的下游的供給側流阻調節(jié)機構222和回收側流阻調節(jié)機構223,可以抵消正斜率p2/q的改變。以這種方式,即使在斜率p2/q中產生公差時,通過調節(jié)供給側流阻調節(jié)機構222或回收側流阻調節(jié)機構223也可以校正公差。

作為具體的調節(jié)方法,例如,可以執(zhí)行下面的過程。

1)在液體噴出裝置的規(guī)格中假定的流過負壓控制單元的最小流量下,測量共用的供給流路和/或共用的回收流路的入口處的壓力。

2)類似地,在該規(guī)格中假定的流過負壓控制單元的最大流量下,測量共用的供給流路和/或共用的回收流路的入口處的壓力。

3)在維持上述過程2)中的流量的情況下,通過負壓調節(jié)構件240調節(jié)壓力,以接近在負壓控制單元230的下游處的供給側流阻調節(jié)機構222和回收側流阻調節(jié)機構223中的在上述過程1)中測量的壓力。

通過調節(jié)負壓調節(jié)構件240來調節(jié)控制壓力p2的絕對值的任一過程,都可以首先進行上述過程1)至3)中的斜率p2/q的調節(jié)過程。通常,在調節(jié)時使用的壓力傳感器的分辨力(resolvingpower)隨著整個測量范圍變小而變高,隨著整個測量范圍變大而變低。當考慮到這一點時,首先,使用在大氣壓附近具有小測量壓力范圍的高精度壓力傳感器,通過執(zhí)行上述過程1)至3)中的調節(jié)過程,斜率p2/q的公差被以高分辨力校正。另外,之后,使用具有大測量壓力范圍和低分辨力的壓力傳感器,通過負壓調節(jié)構件240,當控制壓力p2被調節(jié)到期望的壓力值附近時,可以執(zhí)行高精度調節(jié),同時可以調節(jié)p2的公差。

從表達式(6)容易理解,可以通過調節(jié)r2來調節(jié)斜率p2/q。具體地,如圖26中示出的,可以通過在負壓控制單元和第二循環(huán)泵1004之間布置流阻調節(jié)機構222和223來調節(jié)r2。在圖26中示出的示例中,流阻調節(jié)機構集成在包括在液體噴出頭中的液體供給單元220中。然而,當流阻調節(jié)機構布置在液體噴出頭的外部時,可以得到相同的效果。另外,可以使用能夠控制壓力的壓力源(例如,水頭罐、包括柔性壁和空氣泵的殼體等)來代替第二循環(huán)泵。

(可變壓型(背壓型)負壓控制單元的壓力公差的調節(jié))

本發(fā)明的實施方式將通過上面參照圖24a至24c說明的背壓型負壓控制單元校正控制壓力的公差。如上所述,由于負壓控制單元對應于具有力平衡型的背壓型壓力調節(jié)閥的機理相同的機理,通常,在控制壓力/流量中存在正斜率(positivegradient)(作為所謂的傾斜度,流量增大,控制壓力增大),在斜率中可能會產生公差。在本實施方式中,控制壓力/流量的斜率被設定為負,通過調節(jié)流阻調節(jié)機構中的流阻來調節(jié)斜率,抑制在共用的流路的入口處與流量的改變相關的壓力改變。

另外,在通常的背壓型壓力調節(jié)閥中,由于受壓板的面積或彈簧力的公差,在一定流量時的控制壓力值中產生公差。本實施方式同時校正控制壓力的公差和控制壓力/流量的斜率的公差。

將參照圖24c說明本實施方式的壓力公差的調節(jié)。本實施方式的負壓調節(jié)機構與圖22a至22c中示出的負壓調節(jié)機構基本相同,不同之處在于第二施力構件,如圖24c中示出的,第二施力構件的一端由負壓調節(jié)構件240固定支撐,在第一壓力室235的相反側與受壓板232的表面接觸。負壓調節(jié)構件240具有外部空氣連通口,并且被構造成在負壓控制單元的可動構件241內可動。在本實施方式中,在負壓調節(jié)構件240的側面形成外螺紋,在可動機構241中形成內螺紋。此外,當這些螺紋彼此接合時,可以改變負壓調節(jié)構件240的位置。

<p1的公差的調節(jié)>

在圖24c中,通過在上下方向上移動負壓調節(jié)構件240來改變第二施力構件239的y0。以這種方式,可以調節(jié)控制壓力p1。當負壓調節(jié)構件240接近閥237移動時,y0增大,因而表達式(3)中的pl減小,p1增大。相反地,當負壓調節(jié)構件240遠離閥237地移動時,y0減小,因而pl增大,p1減小。以這種方式,控制壓力p1的公差可以被校正,以在期望的流量獲得期望的控制壓力p1。

通過螺紋狀構件來調節(jié)本實施方式的負壓調節(jié)構件240的位置。因而,當調節(jié)p1的公差之后打印裝置被使用了長的時間時,擔心負壓調節(jié)構件240和閥237的相對位置可能會由于振動等的影響而改變。為此,更加優(yōu)選地,具有在調節(jié)之后使負壓調節(jié)構件240固定到負壓控制單元的機構。具體地,優(yōu)選地使用防止負壓調節(jié)構件240轉動的壓緊結構(caulkingstructure)或使用粘接劑的固定方法等。

在本實施方式中,通過相對于流量q的微分來得到與上述表達式(5)類似的下面的表達式。

dp1/dq=-(sv/sd)dp2/dq+(k1+k2)/sdda/dq表達式(7)

如能夠從圖3中理解的,當流量q增大時,負壓調節(jié)機構和第二循環(huán)泵之間的壓力損失增大,因而p2增大。為此,dp2/dq為正。同時,由于開度“a”隨著流量q增大而增大,所以da/dq為正。這里,當執(zhí)行設計,使得滿足下面的表達式(8)時,如能夠從表達式(7)理解的,負壓調節(jié)機構的控制壓力p2/流量q的斜率為正。換言之,控制壓力p1隨著流量q增大而減小。在該情況下,閥作用壓力p2的流量變化率r3滿足如下表達式。

r3>(k1+k2)/sv·(da/dq)(r3:dp2/dq)表達式(8)

<斜率p1/q的調節(jié)>

當具有上述特性的負壓調節(jié)機構被應用到圖3中的背壓式負壓控制單元時,可以通過負壓控制單元230下游的供給側流阻調節(jié)機構222和回收側流阻調節(jié)機構223來調節(jié)流阻,因而,p1/q的負斜率可以改變。以這種方式,即使在斜率p1/q中產生公差時,通過調節(jié)供給側流阻調節(jié)機構222或回收側流阻調節(jié)機構223也可以校正公差。

作為具體的調節(jié)方法,例如,可以執(zhí)行下面的過程。

1)在液體噴出裝置的規(guī)格中假定的流過負壓控制單元的最小流量下,測量共用的供給流路和/或共用的回收流路的入口處的壓力。

2)類似地,在裝置的該規(guī)格中假定的流過負壓控制單元的最大流量下,測量共用的供給流路和/或共用的回收流路的入口處的壓力。

3)在維持上述過程2)中的流量的情況下,通過在供給側流阻調節(jié)機構222和回收側流阻調節(jié)機構223中調節(jié),將壓力調節(jié)成接近在上述過程1)中獲得的壓力。

通過負壓調節(jié)構件240調節(jié)控制壓力p1的絕對值的過程的順序以及在上述過程1)至3)中調節(jié)斜率p1/q的過程與減壓型負壓控制單元的實施方式中的相似。

從表達式(8)容易理解,可以通過調節(jié)r3來調節(jié)斜率p1/q。具體地,如圖27中示出的,流阻調節(jié)機構布置在負壓控制單元和第二循環(huán)泵1004之間。以這種方式,可以調節(jié)r3。在圖27中示出的構造中,流阻調節(jié)機構集成在包括在液體噴出頭中的液體供給單元220中。然而,當流阻調節(jié)機構布置在液體噴出頭的外部時,可以得到相同的效果。另外,可以使用能夠控制壓力的壓力源(例如,水頭罐、包括柔性壁和空氣泵的殼體等)來代替第二循環(huán)泵。

(流阻調節(jié)機構)

上面的各實施方式中說明的流阻調節(jié)機構具有能夠改變流路的長度或流路的截面面積的可動部。在這種機構中,特別地,可以優(yōu)選使用改變流路的截面面積的機構,例如,針閥,或者具有在流路的一部分中的柔性膜且可以改變流路的截面面積的機構。

具體地,如圖24c中示出的,流阻調節(jié)機構222具有如下模式:可滑動地安裝有密封材料226的調節(jié)螺栓224被插入到預先切削有內螺紋部225的流路中。在這種構造中,通過將螺栓的末端插入到流路中的量設定為大,可以建立流路具有小截面面積的部位(高流阻部)。相反地,當螺栓的插入量被設定為小時,獲得低流阻。在圖24c中示出的構造中,示出了螺紋形狀。然而,可以使用可滑動的o形環(huán)等。另外,盡管在圖24c中未示出,優(yōu)選地具有在調節(jié)之后固定調節(jié)螺栓224的機構,以防止流阻的調節(jié)量的改變。具體地,優(yōu)選地使用防止調節(jié)螺栓224轉動的壓緊結構或使用粘接劑的固定方法等。

圖24c具有流阻調節(jié)機構布置在負壓控制單元內的模式。然而,如圖2、圖3、圖26和圖27中示出的,當流阻調節(jié)機構布置在液體供給單元的流路內或者液體噴出頭的外部的打印裝置的主體側的流路內時,也可以獲得本發(fā)明的效果。

雖然已經參照示例性實施方式說明了本發(fā)明,然而,應當理解,本發(fā)明不限于所公開的示例性實施方式。所附的權利要求的范圍符合最寬泛的解釋,以包含所有這些改型和等同結構和功能。

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