專利名稱：液體噴出裝置及液體噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨式記錄裝置、顯示器制造裝置、電極形成裝置、或生物芯片制造裝置等液體噴出裝置、以及搭載于這些液體噴出裝置上的液體噴頭。
背景技術(shù)：
目前，作為液體噴出裝置，應(yīng)用于對(duì)紙進(jìn)行印刷的噴墨式打印機(jī)是眾所周知的，通常為在相對(duì)于印刷用紙進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作的滑架上搭載有具有用于噴出液體(液滴)的微小噴嘴的液體噴頭的結(jié)構(gòu)。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的液體噴頭上設(shè)有用于與外部的墨盒結(jié)合而接受墨水的供給的墨水供給針，另外，在墨水供給針的一端側(cè)設(shè)有用于捕獲墨水中的異物等的過(guò)濾器。
所述的過(guò)濾器除捕獲墨水中的異物之外，還捕獲已混入墨水中的氣泡，因此，在過(guò)濾器跟前，氣泡隨時(shí)間而持續(xù)成長(zhǎng)。而且，在氣泡成長(zhǎng)得非常大的狀態(tài)下，氣泡較容易地通過(guò)過(guò)濾器而導(dǎo)致噴出不良，因此，需要定期或適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行將這樣的氣泡與墨水一起強(qiáng)制性地排出這一所謂的回復(fù)動(dòng)作。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2000-211130號(hào)公報(bào)但是，為了在回復(fù)動(dòng)作中氣泡通過(guò)過(guò)濾器，該氣泡需要成為在墨水供給針內(nèi)以閉塞過(guò)濾器的一定區(qū)域的方式接近的狀態(tài)。在過(guò)濾器未被充分閉塞的狀態(tài)下，流動(dòng)的墨水容易通過(guò)過(guò)濾器，從而不能給予氣泡足夠的壓力(排出力)。
但是，由于在氣泡的界面作用的墨水的表面張力或浮力的影響，對(duì)于將體積減小到一定量以下的氣泡而言，難以維持所述的狀態(tài)。即，由于回復(fù)動(dòng)作無(wú)法排出足夠的氣泡，故存在印刷動(dòng)作的途中導(dǎo)致噴出不良或需要進(jìn)行頻繁的回復(fù)動(dòng)作等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決所述問(wèn)題而構(gòu)成的，其目的在于，提供一種氣泡排出性優(yōu)良的液體噴出裝置及液體噴頭。
本發(fā)明提供一種液體噴出裝置，其特征在于，具備用于供給液體的第一流路；與所述第一流路連通的第二流路；面臨所述第一流路及所述第二流路的連通口而配置的過(guò)濾器；在從所述第二流路通過(guò)所述過(guò)濾器排出氣泡時(shí)，在所述第二流路的連通口卡止該氣泡的氣泡卡止機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的液體噴出裝置，由于在從第二流路通過(guò)過(guò)濾器排出氣泡時(shí)，將移動(dòng)到過(guò)濾器附近的氣泡在第二流路的連通口的外周部卡止，故可將氣泡維持在接近過(guò)濾器的狀態(tài)的程度。由此，對(duì)于較小體積的氣泡而言，也可以容易地通過(guò)過(guò)濾器，從而可有效地進(jìn)行氣泡排出。
另外，優(yōu)選，所述氣泡卡止機(jī)構(gòu)是在所述第二流路的連通口的外周部形成的凹部，其能取入所述氣泡的一部分。
更優(yōu)選，所述凹部作為所述第二流路的連通口的形成面和所述過(guò)濾器之間的間隙形成。
根據(jù)本發(fā)明的液體噴出裝置，在簡(jiǎn)單地構(gòu)成的同時(shí)，可有效地得到所述效果。
另外，優(yōu)選，在所述凹部作為所述第二流路的連通口的形成面和所述過(guò)濾器之間的間隙形成的所述液體噴出裝置中，具備用于限定所述間隙的距離的襯墊部件。
第二流路中的連通口的形成面和過(guò)濾器的間隙的距離與該間隙(凹部)的作為氣泡卡止機(jī)構(gòu)的性能密切相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的液體噴出裝置，由于該距離由襯墊部件準(zhǔn)確地限定，故可高精度地吻合該間隙(凹部)的作為氣泡卡止機(jī)構(gòu)的性能誤差。
另外，優(yōu)選，所述凹部相對(duì)于所述第二流路的連通口的中心大致各向同性地設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的液體噴出裝置，在相對(duì)于第二流路的連通口的中心大致各向同性的位置，可不偏斜地適當(dāng)卡止氣泡。
再有，優(yōu)選，所述凹部離散地設(shè)置。
凹部具有卡止氣泡來(lái)提高氣泡排出性的作用，相反，被取入凹部的氣泡無(wú)法完全排出，因此，也一并具有使殘留于第二流路內(nèi)的氣泡增加的作用。根據(jù)本發(fā)明的液體噴出裝置，由于凹部離散地設(shè)置，故可抑制所述那樣的無(wú)法排出的氣泡的過(guò)度增加，并且可在多點(diǎn)有效地卡止氣泡。
本發(fā)明提供一種液體噴頭，其特征在于，具備用于供給液體的第一流路；與所述第一流路連通的第二流路；面臨所述第一流路及所述第二流路的連通口而配置的過(guò)濾器；在從所述第二流路通過(guò)所述過(guò)濾器排出氣泡時(shí)，在所述第二流路的連通口卡止該氣泡的氣泡卡止機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的液體噴頭，由于在從第二流路通過(guò)過(guò)濾器排出氣泡時(shí)，將移動(dòng)到過(guò)濾器附近的氣泡在第二流路的連通口的外周部卡止，故可將氣泡維持在接近過(guò)濾器的狀態(tài)的程度。由此，對(duì)于較小體積的氣泡而言，也可以容易地通過(guò)過(guò)濾器，從而可有效地進(jìn)行氣泡排出。


圖1是表示液體噴出裝置的整體結(jié)構(gòu)的概略立體圖；圖2是表示液體噴頭的整體結(jié)構(gòu)的圖；圖3是表示墨水導(dǎo)入部件的周邊結(jié)構(gòu)的分解立體圖；圖4是表示墨水導(dǎo)入部件的周邊結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖5(a)～(c)是表示氣泡從導(dǎo)入流路排出的過(guò)程的圖；圖6是表示凹部的尺寸和剩余氣泡量的關(guān)系的圖；圖7是表示變形例1的墨水導(dǎo)入部件的周邊結(jié)構(gòu)的分解立體圖；圖8是表示變形例2的墨水導(dǎo)入部件的周邊結(jié)構(gòu)的剖面圖。
符號(hào)說(shuō)明1作為液體噴出裝置的打印機(jī)；10液體噴頭；11帽；20噴嘴；30殼體；31導(dǎo)向部；33過(guò)濾器配置面；34作為第一流路的供給流路；35連通口；40作為第二流路的墨水導(dǎo)入部件；41尖端部；43凸緣部；45導(dǎo)入流路；46連通口；47連通口的形成面；48錐部；50過(guò)濾器；51襯墊部件；52作為氣泡卡止機(jī)構(gòu)的凹部；55氣泡；55a氣泡的外緣部；56墨水。
具體實(shí)施例方式
下面，基于附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
以下敘述的實(shí)施方式是本發(fā)明的優(yōu)選具體例，因此，帶有技術(shù)上優(yōu)選的各種限定，但在以下的說(shuō)明中只要沒(méi)有特別限定本發(fā)明這一意思的記載，那么本發(fā)明的范圍就不限于這些方式。另外，以下說(shuō)明所參照的圖中，為圖示方便，有時(shí)將部件或部分的長(zhǎng)寬比例尺按照與實(shí)際不同的方式表不。
(有關(guān)液體噴出裝置的結(jié)構(gòu))首先，參照?qǐng)D1對(duì)液體噴出裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示液體噴出裝置的整體結(jié)構(gòu)的概略立體圖。
圖1中，作為液體噴出裝置的打印機(jī)1具備由鋼板等形成的導(dǎo)架3、輸送打印紙2的輸送輥4、一面具有微小噴嘴的液體噴頭10、用于進(jìn)行液體噴頭10的噴嘴維護(hù)的維護(hù)組件5。液體噴頭10以使噴嘴形成面與打印紙2對(duì)置的狀態(tài)搭載于滑架6上，并沿導(dǎo)桿8往復(fù)移動(dòng)(掃描)。導(dǎo)架3因其鋼性和重量而作為裝置整體的基礎(chǔ)，并且也起到作為電接地的作用。
在滑架6上搭載有分別容納作為液體的四色著色墨水(墨水)的墨盒7a～7d，這些各色著色墨水分別向液體噴頭10供給。而且，與滑架6的掃描及打印紙2的輸送同步，進(jìn)行液體噴頭10的各噴嘴的噴出控制，利用作為液滴噴出的墨水在打印紙2上形成圖像等。
維護(hù)組件5具備與液體噴頭10的噴嘴形成面密接，可密封(蓋住)噴嘴開(kāi)口的帽11、和由橡膠等形成的板狀部件即刮水片(wiper blade)12。帽11除具有保護(hù)噴嘴的功能以外，還在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)連通的泵(未圖示)而從噴嘴吸引墨水這一所謂的吸引動(dòng)作(往復(fù)動(dòng)作)時(shí)使用。另外，刮水片12在擦拭附著于噴嘴形成面上的墨水時(shí)使用。
(有關(guān)液體噴頭的結(jié)構(gòu))其次，參照?qǐng)D2、圖3、圖4對(duì)液體噴頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
圖2是表示液體噴頭的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示墨水導(dǎo)入部件的周邊結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖4是表示墨水導(dǎo)入部件的周邊結(jié)構(gòu)的剖面圖。
液體噴頭10具備以可安裝墨盒7a～7d(參照?qǐng)D1)的方式形成有導(dǎo)向用的肋或凹部(局部省略圖示)的殼體30。另外，在殼體30的下部設(shè)有用于噴出墨水的噴出部15和具有與噴出相關(guān)的控制電路的電路部16。
噴出部15具備在一面按規(guī)定排列形成的噴嘴20、與各噴嘴20連通的腔22、按所對(duì)應(yīng)的墨水種類向腔22供給墨水的儲(chǔ)液室23。腔22的頂蓋部24能夠在撓性膜25的作用下移動(dòng)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)與頂蓋部23接合的壓電元件26，從噴嘴20噴出墨水。
通過(guò)超聲波熔敷，在殼體30的上表面接合有用于與墨盒7a～7d的導(dǎo)出部結(jié)合的樹(shù)脂制的墨水導(dǎo)入部件40。墨水導(dǎo)入部件40是在尖端部41具有導(dǎo)入孔42的中空針狀部件，在尖端部41的相反側(cè)具有下部加寬的凸緣部43。在凸緣部43的下表面形成有作為進(jìn)行超聲波熔敷時(shí)的作用部的熔敷突起44(圖4中為在熔敷作用下被壓碾的狀態(tài))。
墨水導(dǎo)入部件40在內(nèi)部具有作為第二流路的導(dǎo)入流路45。就導(dǎo)入流路45而言，相對(duì)于尖端部41側(cè)，凸緣部43側(cè)的寬度加寬，其加寬后的端部成為連通口46。
殼體30在與墨水導(dǎo)入部件40連接的連接部位具備限定凸緣部43外周面的導(dǎo)向部31、用于熔敷凸緣部43的凸緣安裝面32、用于配置過(guò)濾器50的過(guò)濾器配置面33。另外，在殼體30內(nèi)形成有用于向噴出部15供給墨水的作為第一流路的供給流路34，供給流路34的一端側(cè)面臨過(guò)濾器配置面33而加寬，成為連通口35。
另外，所述的殼體30及墨水導(dǎo)入部件40的材料使用適合成型或熔敷的材料即PPE(PolyPhenylene Ether)等樹(shù)脂、或在樹(shù)脂中混入了玻璃原材料等的混合材料等。
過(guò)濾器50是將金屬線編織成網(wǎng)眼狀而成的部件，面臨連通口46及連通口35，其外緣部50a熔敷在過(guò)濾器配置面33上。過(guò)濾器50具有捕獲從導(dǎo)入流路45向供給流路34供給的墨水中含有的異物等的作用。另外，導(dǎo)入流路45的連通口46側(cè)及供給流路34的連通口35側(cè)分別被加寬是為了增大過(guò)濾器50的有效面積，降低所通過(guò)的墨水的流動(dòng)阻力(損失水位差)。
在墨水導(dǎo)入部件40和過(guò)濾器50之間配置有具有與過(guò)濾器50相同程度的外徑且呈片狀的襯墊部件51，該襯墊部件51切去與連通口35對(duì)應(yīng)的中央?yún)^(qū)域S1和其外側(cè)區(qū)域S2～S5。襯墊部件51起到高精度地對(duì)連通口46的形成面47和過(guò)濾器50之間的間隙的距離進(jìn)行限定的作用，因此，在連通口46的外周部，在與襯墊部件51的區(qū)域S2～S5對(duì)應(yīng)的部位形成高度為h、深度為d的凹部52。如圖所示，與區(qū)域S2～S5對(duì)應(yīng)的凹部52按相對(duì)于連通口46的中心呈各向同性的配置離散形成。
(有關(guān)氣泡的排出)其次，參照?qǐng)D5、圖6說(shuō)明氣泡從導(dǎo)入流路的排出。
圖5是表示氣泡從導(dǎo)入流路排出的過(guò)程的圖。圖6是表示凹部的尺寸和剩余氣泡量的關(guān)系的圖。
如圖5(a)所示，在導(dǎo)入流路45內(nèi)的墨水56中存在氣泡55的狀態(tài)下，由于在氣泡55的界面作用的墨水56的表面張力，氣泡55成為球形。這種情況下，打印機(jī)1(參照?qǐng)D1)通過(guò)使用了帽11(參照?qǐng)D1)的吸引動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)氣泡55的強(qiáng)制排出。若無(wú)視氣泡55存在的狀態(tài)，則氣泡55會(huì)阻礙印刷動(dòng)作中的墨水56流動(dòng)，從而可能引起噴出不良。
當(dāng)開(kāi)始吸引動(dòng)作時(shí)，由于在供給流路34和導(dǎo)入流路45之間產(chǎn)生的壓力差，導(dǎo)入流路45內(nèi)的墨水56及氣泡55朝向過(guò)濾器50移動(dòng)，如圖5(b)所示，氣泡55成為閉塞過(guò)濾器50的狀態(tài)。而且，氣泡55受到被導(dǎo)入流路45內(nèi)的墨水56壓縮的壓力。因此，氣泡55的外緣部55a被取入在連通口46的外周部形成的凹部52內(nèi)，另外，一部分通過(guò)過(guò)濾器50從導(dǎo)入流路45排出，使其大小逐漸減小。
隨著氣泡55逐漸減小，從墨水56受到的向過(guò)濾器50的擠壓力減小，因此，由于在與墨水56的界面作用的表面張力，氣泡55離開(kāi)過(guò)濾器50再次返回到球形。但此時(shí)，被取入凹部52的氣泡55的外緣部55a起到作為固定部(アンカ一)的作用，使氣泡55停留在圖5(b)所示的狀態(tài)。即，凹部52在吸引動(dòng)作時(shí)在使氣泡55接近過(guò)濾器50的狀態(tài)下將其卡止，起到容易使氣泡55通過(guò)過(guò)濾器50的作用，成為本發(fā)明中的氣泡卡止機(jī)構(gòu)。
即，當(dāng)使氣泡55縮小到圖5(c)所示的狀態(tài)時(shí)，被取入凹部52的氣泡55的外緣部55a作為固定部的功能幾乎全部消失，從而氣泡55離開(kāi)過(guò)濾器50而再次成為球形。此時(shí)，殘留的氣泡55即使在吸引動(dòng)作的作用下，也無(wú)法進(jìn)一步排出，下面，將該量稱作剩余氣泡量。
圖6表示該剩余氣泡量和凹部的高度為h(參照?qǐng)D4)及深度d(參照?qǐng)D4)的關(guān)系。作為具體的評(píng)價(jià)條件，過(guò)濾器50的有效直徑(連通口35的外徑)為7.2mm，過(guò)濾器50的原材料為SUS，墨水導(dǎo)入部件40的原材料為丙烯樹(shù)脂，墨水的粘度為3.4mPa·S(25℃)，墨水的表面張力為29mN/m(25℃)，吸引動(dòng)作中的每一導(dǎo)入流路的墨水的流量為0.19ml/s。
如圖6所示，當(dāng)凹部52的高度h超過(guò)0.1mm左右時(shí)，剩余氣泡量顯著減少。即，與在連通口46的形成面和過(guò)濾器50之間沒(méi)有間隙(凹部52)的現(xiàn)有技術(shù)相比可知，設(shè)有取入氣泡的一部分這一程度的間隙(凹部52)的本實(shí)施方式的液體噴頭，剩余氣泡量小，氣泡排出性優(yōu)良。
另外，根據(jù)圖6，在高度h超過(guò)0.1mm左右的范圍內(nèi)，當(dāng)高度h增大時(shí)，或深度d減小時(shí)，剩余氣泡量顯示出增加的傾向。這是因?yàn)?，在高度h大或深度d小的凹部52中，取入氣泡55并將其維持的卡止功能(固定部功能)減弱。
這樣，鑒于取入氣泡55的外緣部55a而發(fā)揮卡止功能(固定部功能)的目的，凹部52優(yōu)選根據(jù)墨水及墨水導(dǎo)入部件的表面物性等設(shè)計(jì)成適當(dāng)?shù)男螤?、尺寸?br> 另外，凹部52具有卡止氣泡55而提高氣泡排出性的作用，相反，被取入到凹部52的氣泡55無(wú)法完全排出，因此，也一并具有使剩余氣泡量增加的作用。因此，凹部52不一定是在寬范圍內(nèi)較多設(shè)置為好，而是優(yōu)選也對(duì)其配置位置等進(jìn)行充分的考慮。在本實(shí)施方式中，通過(guò)相對(duì)于連通口46的中心呈各向同性且離散地設(shè)置凹部52，可抑制剩余氣泡量的過(guò)度增加，并且可在多點(diǎn)上不偏離地卡止氣泡55。
(變形例1)其次，參照?qǐng)D7，以與之前的實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心說(shuō)明變形例1。
圖7是表示變形例1的墨水導(dǎo)入部件的周邊結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
該變形例1的襯墊部件51為切去與連通口35對(duì)應(yīng)的中央的區(qū)域S1和包圍區(qū)域S1外周的區(qū)域S6的形狀。因此，在該變形例1中，在與襯墊部件51的區(qū)域S6對(duì)應(yīng)的部位，在連通口46(參照?qǐng)D4)的外周部整體連續(xù)地形成凹部。如該變形例1所述，本發(fā)明的凹部也可以不必離散地形成。
(變形例2)其次，參照?qǐng)D8，以與之前的實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心說(shuō)明變形例1。
圖8是表示變形例2的墨水導(dǎo)入部件的周邊結(jié)構(gòu)的剖面圖。
該變形例2的墨水導(dǎo)入部件40具有在連通口46的外周部較淺形成的錐部48，在該錐部48和過(guò)濾器50之間形成有凹部52。如該變形例2所述，襯墊部件不是本發(fā)明的必須要素，另外，凹部也可以不是一定間隔的間隙。
本發(fā)明不限于所述的實(shí)施方式。
例如，導(dǎo)入流路45與其連通口46、或供給流路34與其連通口35也可以相互偏心地構(gòu)成，導(dǎo)入流路45、供給流路34的輪廓不限于所述的實(shí)施方式。
另外，當(dāng)在所謂的斷開(kāi)滑架型(オフキヤリツジタイプ)液體噴出裝置的供給機(jī)構(gòu)內(nèi)配置過(guò)濾器的情況下，也可以應(yīng)用具備氣泡卡止機(jī)構(gòu)的本發(fā)明。
再有，實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)可將它們適當(dāng)組合或省略，或者與未圖示的其它結(jié)構(gòu)組合。
權(quán)利要求
1.一種液體噴出裝置，其特征在于，具備用于供給液體的第一流路；與所述第一流路連通的第二流路；面臨所述第一流路及所述第二流路的連通口而配置的過(guò)濾器；在從所述第二流路通過(guò)所述過(guò)濾器排出氣泡時(shí)，在所述第二流路的連通口卡止該氣泡的氣泡卡止機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的液體噴出裝置，其特征在于，所述氣泡卡止機(jī)構(gòu)是在所述第二流路的連通口的外周部形成的凹部，其能取入所述氣泡的一部分。
3.如權(quán)利要求2所述的液體噴出裝置，其特征在于，所述凹部作為所述第二流路的連通口的形成面和所述過(guò)濾器之間的間隙形成。
4.如權(quán)利要求3所述的液體噴出裝置，其特征在于，具備用于限定所述間隙的距離的襯墊部件。
5.如權(quán)利要求2～4中任一項(xiàng)所述的液體噴出裝置，其特征在于，所述凹部相對(duì)于所述第二流路的連通口的中心大致各向同性地設(shè)置。
6.如權(quán)利要求2～5中任一項(xiàng)所述的液體噴出裝置，其特征在于，所述凹部離散地設(shè)置。
7.一種液體噴頭，其特征在于，具備用于供給液體的第一流路；與所述第一流路連通的第二流路；面臨所述第一流路及所述第二流路的連通口而配置的過(guò)濾器；在從所述第二流路通過(guò)所述過(guò)濾器排出氣泡時(shí)，在所述第二流路的連通口卡止該氣泡的氣泡卡止機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氣泡排出性優(yōu)良的液體噴出裝置及液體噴頭。面臨墨水導(dǎo)入部件(40)中的導(dǎo)入流路(45)的連通口(46)而配置有過(guò)濾器(50)，在連通口(46)的外周部，在連通口(46)的形成面(47)和過(guò)濾器(50)之間形成有由襯墊部件(51)限定了高度的凹部(52)。在導(dǎo)入流路(45)內(nèi)的氣泡(55)通過(guò)過(guò)濾器(50)排出時(shí)，被取入凹部(52)內(nèi)的氣泡(55)的外緣部(55a)起到作為固定部的功能，氣泡(55)在接近過(guò)濾器(50)的狀態(tài)下被卡止。
文檔編號(hào)B41J2/175GK101077655SQ200710104219
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者植澤晴久 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社