本申請主張于2015年5月28日提交的日本專利申請2015-109079的優先權。通過參考,本申請合并了日本專利申請2015-109079的全部公開內容。
技術領域
本發明涉及一種具備從噴嘴噴射液體的液體噴射頭的液體噴射頭單元、液體噴射裝置、液體噴射頭的擦拭方法以及印刷方法。
背景技術:
在對被噴射介質噴射液體的液體噴射裝置中,例如,已知一種噴射作為液體的油墨而對紙或記錄薄片等被記錄介質(被噴射介質)實施印刷的噴墨式記錄裝置。
被搭載于這樣的噴墨式記錄裝置上的噴墨式記錄頭,由于從噴嘴將油墨滴噴出至被噴射介質上,因此因油墨附著于噴射油墨滴的液體噴射面的噴嘴附近、或者因所附著的油墨發生固化,從而存在例如油墨滴的噴射方向不穩定之類的問題、或者產生油墨滴不被噴射等噴射不良之類的問題。
因此,通過利用由橡膠等彈性材料形成的板狀的擦拭器來對液體噴射面進行擦拭,從而對附著于液體噴射面上的油墨或絨毛、塵埃、紙粉等進行清潔。
然而,附著于噴嘴面上的油墨會因干燥而增稠,從而可能會因將增稠的油墨用擦拭器擦入噴嘴中從而產生噴嘴的噴射不良。
因此,提出了如下的技術方案,即,在由擦拭器進行擦拭之前,使油墨從噴嘴滲出,并通過所滲出的油墨而使增稠的油墨溶解,從而抑制了增稠的油墨的擦入(例如,參照專利文獻1)。
但是,即使通過在使油墨從噴嘴流出的同時對噴嘴面進行擦拭,從而使噴嘴內處于正壓而抑制了增稠的油墨、紙粉以及氣泡等的侵入,也將存在增加無端的油墨的消耗之類的問題。
并且,這樣的問題不僅存在于具備噴墨式記錄頭的噴墨式記錄頭單元中,還同樣存在于具備噴射油墨以外的液體的液體噴射頭的液體噴射頭單元中。
專利文獻1:日本特開平7-96604號公報
技術實現要素:
本發明鑒于這種情況,其目的在于,提供一種能夠抑制液體的消耗并且切實地實施噴嘴的擦拭的液體噴射頭單元、液體噴射裝置以及擦拭方法。
方式1
本發明的方式在于一種液體噴射頭單元,其特征在于,具備:其具有設置有多個噴嘴的噴嘴面液體噴射頭,在將相互交叉的兩個方向規定為第一方向以及第二方向的情況下,所述噴嘴面處于由所述第一方向以及所述第二方向所規定的平面上;擦拭單元,其在所述第二方向上實施擦拭器與所述噴嘴面的相對移動,從而對所述噴嘴面進行擦拭,所述擦拭器沿著所述第一方向;凹部,其通過沿著所述第一方向而被設置于所述噴嘴面上的高低差而被形成;控制單元,所述控制單元以利用從多個所述噴嘴中的至少一個噴嘴溢出的液體而充滿所述凹部的方式對所述液體噴射頭進行控制,且在所述擦拭器與所述噴嘴面的相對移動中,以在通過所述擦拭器而對充滿有液體的所述凹部進行擦拭之后對所述噴嘴進行擦拭的方式,對所述擦拭單元進行控制,在對與所述第一方向平行的假想線向所述第二方向進行了投影的情況下,多個所述噴嘴在所述假想線上分布的范圍被包含于,充滿有所述液體的所述凹部在假想線上分布的范圍中。
在所涉及的方式中,通過在對將設置有噴嘴的范圍包含在內、且被液體充滿的凹部進行擦拭之后,對噴嘴進行擦拭,從而能夠使附著于噴嘴面上的增稠的液體溶融,進而能夠抑制將增稠了的液體擦進噴嘴中的情況。另外,由于液體只要僅僅充滿擦拭器在擦拭噴嘴之前先擦拭的凹部的范圍即可,因此,能夠抑制液體的無端的消耗量。
方式2
在方式1的液體噴射頭單元中,優選為,所述凹部在由所述第一方向以及所述第二方向所規定的平面上包圍多個所述噴嘴。由此,無論液體從哪一個位置的噴嘴溢出,都能夠通過液體來充滿高低差。
方式3
在方式1或2的液體噴射頭單元中,優選為,多個所述噴嘴被配置于所述第二方向上的多個位置處,在所述第二方向上最接近所述凹部的所述噴嘴與所述凹部間的所述第二方向上的距離,小于在所述第二方向上最遠離的兩個噴嘴間的所述第二方向上的距離。由此,由于凹部被配置于噴嘴附近,因此,從噴嘴溢出的液體容易向凹部移動,凹部容易被液體充滿。
方式4
在方式1~3的任一個方式的液體噴射頭單元中,優選為,所述凹部通過設置有多個所述噴嘴的噴嘴板、設置有包圍所述噴嘴板的貫穿孔的固定板、對所述噴嘴板以及所述固定板進行固定的連通板而被形成。由此,由于使用噴嘴板而形成凹部,因此,能夠使凹部和噴嘴靠近配置,從而能夠容易通過從噴嘴溢出的液體來充滿凹部。
方式5
在方式4的液體噴射頭單元中,優選為,所述噴嘴板中被擦拭的面與所述凹部相比而防液性較高。由此,凹部容易被液體充滿。
方式6
在方式1~5的液體噴射頭單元中,優選為,多個所述噴嘴包含噴射第一種液體的噴嘴、和噴射與第一種液體相比表面張力較小的第二種液體的噴嘴,所述凹部至少通過所述第二種液體來充滿。由此,通過使表面張力較低的液體從噴嘴溢出,從而能夠容易破壞噴嘴的彎液面,進而抑制液體的消耗量。
方式7
在方式1~6的任一個液體噴射頭單元中,優選為,還具備液體接受板,在使液體從多個所述噴嘴中的至少一個噴嘴溢出之后,通過使所述噴嘴面和所述液體接受板接近,從而通過液體來充滿所述凹部。由此,能夠容易通過液體接受板而使凹部被液體充滿,并且,能夠抑制液體的無端的消耗量。
方式8
在方式7的液體噴射頭單元中,優選為,所述液體接受板具有沿著從所述噴嘴朝向所述凹部的方向的槽。由此,通過設置槽,從而能夠使液體易于沿著槽導入凹部,并進一步抑制液體的無端的消耗。
方式9
在于一種液體噴射裝置,其特征在于,通過噴射所述液體從而對被噴射介質實施印刷。
方式10
在于一種液體噴射裝置,其特征在于,具備方式1~9的任一個方式的液體噴射頭單元。
在所涉及的方式中,能夠實現可以切實地實施噴嘴的擦拭并抑制液體的無端的消耗的液體噴射裝置。
方式11
本發明的其他方式在于一種擦拭方法,其為利用擦拭器而對形成有多個噴嘴的噴嘴面進行擦拭的擦拭方法,其中,在將相互交叉的兩個方向規定為第一方向以及第二方向的情況下,所述噴嘴面處于由所述第一方向以及所述第二方向所規定的平面上,在所述擦拭方法中,在所述噴嘴面上,通過在該噴嘴面上的于所述第二方向上與多個所述噴嘴不同的位置處沿著所述第一方向所設置的高低差,從而設有凹部,通過從多個所述噴嘴中的至少一個噴嘴溢出的液體而充滿所述凹部,通過在所述第二方向上實施所述擦拭器與所述噴嘴面的相對移動,從而在對所述凹部進行擦拭之后,對所述噴嘴進行擦拭,在對與所述第一方向平行的假想線向所述第二方向進行了投影的情況下,多個所述噴嘴在所述假想線上分布的范圍被包含于充滿了所述液體的所述凹部在假想線上分布的范圍中。
在所涉及的方式中,通過在對將設置有噴嘴的范圍包含在內且被液體充滿的凹部進行擦拭之后,對噴嘴進行擦拭,從而能夠使附著于噴嘴面上的增稠的液體溶融,進而抑制將增稠的液體擦進噴嘴的情況。另外,由于液體只要僅僅充滿擦拭器在對噴嘴進行擦拭之前先進行擦拭的凹部的范圍即可,因此,能夠抑制液體的無端的消耗量。
方式12
在方式11的擦拭方法中,優選為,所述凹部在由所述第一方向以及所述第二方向所規定的平面上包圍多個所述噴嘴。由此,無論液體從哪一個位置的噴嘴溢出,都能夠通過液體來充滿。
方式13
在方式11或12的擦拭方法中,優選為,多個所述噴嘴被配置于所述第二方向上的多個位置處,在所述第二方向上最接近所述凹部的所述噴嘴與所述凹部間的所述第二方向上的距離,小于在所述第二方向上最遠離的兩個噴嘴間的所述第二方向上的距離。由此,由于凹部被配置于噴嘴附近,因此,從噴嘴溢出的液體容易向凹部移動,凹部容易被液體充滿。
方式14
在方式11~13的任一個方式的擦拭方法中,優選為,所述凹部通過設置有多個所述噴嘴的噴嘴板、設置有包圍所述噴嘴板的貫穿孔的固定板、對所述噴嘴板以及所述固定板進行固定的連通板而被形成。由此,由于使用噴嘴板而形成凹部,因此,能夠使凹部和噴嘴靠近配置,從而能夠容易通過從噴嘴溢出的液體來充滿凹部。
方式15
在方式14的擦拭方法中,優選為,所述噴嘴板中被擦拭的面與所述凹部相比而防液性較高。由此,凹部容易被液體充滿。
方式16
在方式11~15的任一個方式的擦拭方法中,優選為,多個所述噴嘴包含噴射第一種液體的噴嘴、和噴射與第一種液體相比表面張力較小的第二種液體的噴嘴,所述凹部至少通過所述第二種液體來充滿。由此,通過使表面張力較低的液體從噴嘴溢出,從而能夠容易破壞噴嘴的彎液面,進而抑制液體的消耗量。
方式17
一種印刷方法,其特征在于,通過方式11~16的任一個方式的擦拭方法,利用擦拭器對形成有多個噴嘴的噴嘴面進行擦拭,噴射所述液體而對被噴射介質實施印刷。
附圖說明
圖1為本發明的實施方式1所涉及的記錄裝置的概要立體圖。
圖2為表示本發明的實施方式1所涉及的記錄裝置的流道結構的框圖。
圖3為本發明的實施方式1所涉及的頭模塊的分解立體圖。
圖4為本發明的實施方式1所涉及的頭模塊的俯視圖。
圖5為本發明的實施方式1所涉及的頭主體的分解立體圖。
圖6為本發明的實施方式1所涉及的頭主體以及罩的俯視圖。
圖7為本發明的實施方式1所涉及的頭主體的剖視圖。
圖8為本發明的實施方式1所涉及的壓力調節單元的剖視圖。
圖9為本發明的實施方式1所涉及的加壓單元的剖視圖。
圖10為本發明的實施方式1所涉及的擦拭單元的俯視圖以及剖視圖。
圖11為表示本發明的實施方式1所涉及的控制構成的框圖。
圖12為表示本發明的實施方式1所涉及的擦拭方法的剖視圖。
圖13為表示本發明的實施方式1所涉及的擦拭方法的比較例的剖視圖。
圖14為本發明的實施方式2所涉及的記錄裝置的主要部分剖視圖。
圖15為表示本發明的實施方式2所涉及的記錄裝置的改變例的主要部分剖視圖。
圖16為本發明的實施方式3所涉及的記錄頭的剖視圖。
具體實施方式
以下,根據實施方式,對本發明進行詳細說明。
實施方式1
圖1為表示作為本發明的實施方式1所涉及的液體噴射裝置的一個示例的噴墨式記錄裝置的概要結構的立體圖。
作為本實施方式的液體噴射裝置的一個示例的噴墨式記錄裝置為如下的所謂的行式記錄裝置,即,在裝置主體上固定有具有作為液體噴射頭的一個示例的噴墨式記錄頭的噴墨式記錄頭模塊,并通過對作為被噴射介質的紙等記錄薄片S進行輸送,從而實施印刷。
具體而言,如圖1所示,噴墨式記錄裝置1具備:裝置主體2;噴墨式記錄頭3(以下,簡稱為記錄頭3),其具備多個頭主體100,并被固定于裝置主體2上;輸送單元4,其對記錄薄片S進行輸送;支承部件7,其對與記錄頭3相對置的記錄薄片S進行支承;液體供給單元8,其將作為液體的油墨供給至記錄頭3;作為控制單元的控制裝置9;擦拭單元(未圖示)。并且,在本實施方式中,將記錄薄片S的輸送方向稱為第一基準方向X。另外,在記錄頭3的噴嘴開口的面內方向上,將與第一基準方向X正交的方向稱為第二基準方向Y。而且,將與第一基準方向X以及第二基準方向Y正交的方向稱為第三基準方向Z。另外,在包含第三基準方向Z在內的面內將液體噴射方向側(記錄薄片S側)稱為Z1側,將相反側稱為Z2側。
記錄頭3具備多個頭主體100、和對多個頭主體100進行保持的保持部件200。
多個頭主體100以在與作為輸送方向的第一基準方向X交叉的方向、在本實施方式中在與第一基準方向X正交的第二基準方向Y上被并排設置的方式被固定于保持部件200上。并且,在本實施方式中,多個頭主體100被并排設置在第二基準方向Y的直線上。即,多個頭主體100以在第一基準方向X不錯開的方式被配置。由此,能夠使記錄頭3的第一方向上的寬度設得較窄從而實現小型化。
另外,保持部件200以使多個頭主體100的噴嘴朝向記錄薄片S側的方式對多個頭主體100進行保持。另外,在本實施方式中,在保持部件200上,設置有向頭主體100供給油墨的流道、對壓力進行調節的壓力調節單元、實施流道的開閉的開閉閥以及對油墨進行加壓的加壓單元等,詳細情況將在后文進行敘述。即,在本實施方式中,保持部件200也作為構成流道的流道部件而發揮功能。當然,保持部件200也可以僅實施頭主體100的保持,并在保持部件200上還設置具有流道的流道部件等。而且,一體化形成有這樣的保持部件200的多個頭主體100被固定于裝置主體2上。
輸送單元4使記錄薄片S相對于記錄頭3在第一基準方向X上進行輸送。輸送單元4例如具備第一輸送輥5和第二輸送輥6,所述第一輸送輥5和第二輸送輥6相對于記錄頭3而被設置于作為記錄薄片S的輸送方向的第一基準方向X上的兩側。
通過這樣的第一輸送輥5和第二輸送輥6而對記錄薄片S進行輸送。并且,對記錄薄片S進行輸送的輸送單元4并不限定于輸送輥,還可以為帶或鼓等。
支承部件7在與記錄頭3相對置的位置處對由輸送單元4輸送的記錄薄片S進行支承。支承部件7例如由在第一輸送輥5與第二輸送輥6之間與記錄頭3相對置地被設置的、截面具有矩形形狀的金屬或樹脂等構成。
并且,也可以在支承部件7上設置有吸附單元,所述吸附單元將被輸送過來的記錄薄片S吸附在支承部件7上。作為吸附單元,例如,能夠列舉出通過對記錄薄片S進行抽吸從而進行抽吸吸附的裝置、或通過靜電力而對記錄薄片S進行靜電吸附的裝置等。例如,在輸送單元4為帶或鼓的情況下,支承部件7在帶或鼓上的與記錄頭3相對置的位置處對記錄薄片S進行支承。
另外,在記錄頭3的各頭主體100上,以能夠供給油墨的方式連接有具有貯留有油墨的油墨罐等液體貯留單元的液體供給單元8。另外,液體供給單元8在本實施方式中被固定于與記錄頭3不同的裝置主體2上,并且來自液體供給單元8的油墨經由軟管等供給管8a而被供給至記錄頭3。并且,來自液體供給單元8的油墨也可以不經由保持部件200或流道部件等而直接供給至頭主體100。另外,液體供給單元8也并不限定于固定于與記錄頭3不同的位置處的液體供給單元,例如,也可以使墨盒等液體供給單元保持在記錄頭3上,并從液體供給單元將油墨直接供給至保持部件200、流道部件或記錄頭3等。
在這樣的噴墨式記錄裝置1中,通過第一輸送輥5而對記錄薄片S進行輸送,并通過記錄頭3而對被支承在支承部件7上的記錄薄片S實施印刷。被實施了印刷的記錄薄片S通過第二輸送輥6而被輸送。另外,在未圖示的擦拭單元對頭主體100的噴嘴面進行擦拭的情況下,擦拭單元移動至與頭主體100的噴嘴面相對置的位置處,或者,記錄頭3移動至設置有擦拭單元的位置處等,從而實施印刷。
在此,參照圖2,對本實施方式的噴墨式記錄裝置1的流道結構進行說明。并且,圖2為表示本實施方式的噴墨式記錄裝置的流道結構的框圖。
如圖2所示,在上述的噴墨式記錄裝置1中,來自液體供給單元8的油墨經由供給管8a而被供給至記錄頭3。
在此,液體供給單元8具備液體貯留單元801、第一加壓輸送單元802和單向閥803,所述液體貯留單元801為對作為液體的油墨進行貯留的油墨罐等,所述第一加壓輸送單元802向記錄頭3對液體貯留單元801的油墨進行加壓輸送,所述單向閥803被設置于第一加壓輸送單元802與液體貯留單元801之間,并對來自第一加壓輸送單元802的油墨的逆流進行抑制。
第一加壓輸送單元802通過單向閥803而使貯留于液體貯留單元801中的油墨不進行逆流,而供給至記錄頭3。作為這樣的第一加壓輸送單元802,例如,可列舉出從外部對液體貯留單元801進行按壓的按壓單元、或加壓泵等。并且,作為第一加壓輸送單元802,也可以利用對記錄頭3與液體貯留單元801之間的鉛直方向上的相對位置進行調節而產生的壓力差。
記錄頭3具備多個頭主體100、和對多個頭主體100進行保持的保持部件200。另外,在保持部件200中,設置有從液體供給單元8向頭主體100供給油墨的流道,在該流道的中途,設置有壓力調節單元201、開閉閥202和加壓單元203,所述壓力調節單元201對從液體供給單元8供給的油墨的壓力進行調節,所述開閉閥202被設置于與壓力調節單元201相比靠下游的頭主體100側,并對流道進行開閉,所述加壓單元203被設置于與開閉閥202相比靠下游側,并對油墨進行加壓。
壓力調節單元201由通過使下游側的流道成為負壓從而開閥的壓力調節閥構成,詳細內容將在后文進行敘述。通過設置壓力調節單元201,從而能夠抑制由第一加壓輸送單元802向頭主體100加壓輸送過來的油墨總是被供給至頭主體100,進而能夠抑制油墨從頭主體100的噴嘴泄露的情況。
加壓單元203在所需的時機對流道內的油墨進行加壓。另外,開閉閥202通過在加壓單元203加壓時對流道進行閉閥,從而抑制油墨向作為上游側的壓力調節單元201側逆流的現象,進而使通過加壓單元203而被加壓了的油墨向頭主體100被供給。即,由于壓力調節單元201的一部份由具有撓性的薄膜形成,因此當在由加壓單元203對油墨進行加壓時油墨向壓力調節單元201側逆流的情況下,將會通過壓力調節單元201的薄膜發生撓曲變形,而吸收由加壓單元203實施的壓力,詳細內容將在后文進行敘述。因此,在加壓單元203進行加壓時,通過使開閉閥202閉閥,從而能夠抑制通過壓力調節單元201的薄膜的變形而實現的壓力吸收,從而能夠有效地將加壓了的油墨供給至頭主體100。
在此,參照圖3以及圖4,進一步對本實施方式的記錄頭3進行詳細說明。并且,圖3為表示本發明的實施方式1所涉及的頭模塊的分解立體圖,圖4為頭模塊的噴嘴面側的俯視圖。
如附圖所示,本實施方式的記錄頭3具備多個頭主體100、和對多個頭主體100進行保持的保持部件200。
頭主體100在第三基準方向Z的Z1側具有設置有噴嘴21的噴嘴面。這樣的頭主體100被固定于保持部件200的與記錄薄片S相對置的面側、即第三基準方向Z的作為記錄薄片S側的Z1側。而且,多個頭主體100以沿著與作為記錄薄片S的輸送方向的第一基準方向X正交的第二基準方向Y而在直線上被并排設置的方式,被固定于保持部件200上。即,多個頭主體100以在第一基準方向X上不錯開的方式被配置。由此,能夠縮小記錄頭3的第一基準方向X上的寬度,從而實現記錄頭3的小型化。當然,也可以使在第二基準方向Y上被并排設置的頭主體100以在第一基準方向X上錯開的方式進行配置,但是,若使頭主體100在第一基準方向X上大幅度地錯開,則保持部件200等的于第一基準方向X上的寬度將會變大。若如上文所述記錄頭3的于第一基準方向X上的寬度變大,則噴墨式記錄裝置1中的第一輸送輥5與第二輸送輥6之間的第一基準方向X上的距離將變遠,從而難以固定記錄薄片S的姿態。另外,記錄頭3以及噴墨式記錄裝置1將會大型化。在本實施方式中,通過縮小記錄頭3的第一基準方向X上的寬度,從而縮短第一輸送輥5與第二輸送輥6之間的第一基準方向X上的距離,從而容易地固定記錄薄片S的姿態,能夠提高印刷品質,并且實現噴墨式記錄裝置1的小型化。
并且,雖然在本實施方式中,在保持部件200上固定了四個頭主體100,但是,頭主體100的數量既可以為一個,也可以為兩個以上的多個。
在此,進一步對搭載于這樣的記錄頭3上的頭主體100的一個示例進行詳細說明。
如圖3以及圖4所示,本實施方式的頭主體100具備:多個頭芯片110、對多個頭芯片110進行保持的支架部120、作為設置于頭芯片110的第一噴嘴面20a側的固定板的罩130。
頭芯片110在第三基準方向Z的Z1側具有設置有噴嘴21的第一噴嘴面20a。另外,多個頭芯片110的Z2側與支架部120的Z1側的面相粘合。
支架部120具有在Z1側形成槽狀的空間的保持部121。保持部121通過在支架部120的Z1側的面上跨及第二基準方向Y而連續地設置,從而以在第二基準方向Y上的兩側面上開口的方式被設置。另外,在支架部120的保持部121的于第一基準方向X上的兩側處,設置有腳部122。
在這樣的保持部121內,通過粘合劑等而固定有多個頭芯片110。并且,在支架部120的未圖示的內部,設置有向頭芯片110供給油墨的流道等。這樣的支架部120也可以以多個部件在第三基準方向Z上被層疊的方式而構成。
另外,在支架部120的保持部121內,以在第二基準方向Y上被并排設置的方式而粘合有多個頭芯片110。在本實施方式中,在一個支架部120中粘合有六個頭芯片110。當然,固定于一個支架部120中的頭芯片110的數量并不被特別限定,相對于一個支架部120,而頭芯片110可以為一個,另外,也可以為兩個以上的多個。另外,通過相對于一個頭主體100而設置多個頭芯片110來實現噴嘴列的多列化,從而與相對于一個頭主體100而僅僅在一個頭芯片110上設置多列噴嘴列來實現多列化的情況相比,能夠提高成品率。
并且,本實施方式的多個頭芯片110以在第一噴嘴面20a的面內方向中,噴嘴列相對于作為記錄薄片S的輸送方向的第一基準方向X而傾斜的方式被固定。即,作為構成噴嘴列的噴嘴21的并排設置方向的第四基準方向Xa,成為相對于第一基準方向X而傾斜的方向。也就是說,噴嘴21在由第四基準方向Xa、和與第四基準方向Xa交叉的第二基準方向Y而規定的平面上,沿著第四基準方向Xa而分布有多個噴嘴21。因此,在本實施方式中,第四基準方向Xa相當于第一方向,第二基準方向Y相當于第二方向。另外,將由第四基準方向Xa和第二基準方向Y而規定的平面稱為第一噴嘴面20a。而且,在本實施方式中,頭主體100在第二基準方向Y上并排設置有多個頭芯片110,從而能夠使在第二基準方向Y上相鄰的頭芯片110的噴嘴21的至少一部分彼此配置于在第一基準方向X上重疊的位置處。由此,能夠形成跨及記錄頭3的第二基準方向Y而以同樣的間隔被并排設置的噴嘴21。
罩130相當于固定板,并由金屬等板狀部件構成。罩130被設置于頭主體100的第一噴嘴面20a側、即,頭主體100的第三基準方向Z的Z1側。
罩130為通過對平板狀的部件進行折曲而形成的部件,并具備:設置于第一噴嘴面20a側的基座部131、基座部131的第二基準方向Y上的兩端部向第三基準方向Z的Z2側彎曲而設置的折曲部132。
如圖3所示,基座部131經由粘合劑而被接合于支架部120的第三基準方向Z的Z1側的面、即,腳部122的Z1側的端面上。
另外,在基座部131上,設置有作為用于使各頭芯片110的噴嘴21露出的貫穿孔的露出開口部134。在本實施方式中,露出開口部134以針對每個頭芯片110而獨立地開口的方式設置。即,本實施方式的頭主體100由于具有六個頭芯片110,因此,在基座部131上設置有六個獨立的露出開口部134。當然,也可以根據頭芯片110的結構等,而相對于由多個頭芯片110構成的頭主體組來設置一個共同的露出開口部134。通過這樣的基座部131而覆蓋支架部120的保持部121的Z1側。在本實施方式中,將基座部131的Z1側的面稱為第二噴嘴面135。即,頭主體100的噴嘴面包括頭芯片110的第一噴嘴面20a、和罩130的第二噴嘴面135。
另外,折曲部132被設置于基座部131的第二基準方向Y上的兩端部,并且以對朝保持部121的第二基準方向Y的側面開口的開口面積進行覆蓋的大小而形成。這樣的折曲部132經由粘合劑而與支架部120的第二基準方向Y的側面接合。由此,保持部121的朝向第二基準方向Y的側面的開口通過折曲部132而被覆蓋并密封。
即,支架部120和罩130,通過在第一基準方向X的兩側處使腳部122的第三基準方向Z的端面與基座部131利用粘合劑而粘合在一起,并在第二基準方向Y的兩側處使保持部121的開口的側面與折曲部132利用粘合劑而粘合在一起,從而在作為支架部120與罩130之間的空間的保持部121內配置頭芯片110。
如此,在本實施方式中,由于在支架部120的第二基準方向Y的兩側處,通過在罩130上設置折曲部132,從而使罩130和支架部120粘合在一起,因此,在支架部120的第二基準方向Y的兩側處,無需用于與罩130的基座部131粘合的腳部。因此,由于在第二基準方向Y上并排設置了頭主體100時,在相互相鄰的頭主體100之間側不存在腳部,因此,能夠縮小在第二基準方向Y上相鄰的頭主體100的間隔。由此,能夠使在第二基準方向Y上相鄰的頭主體100的頭芯片110彼此接近設置,從而能夠使設置于相鄰的噴墨式記錄頭的各頭芯片110上的噴嘴21在第二基準方向Y上接近設置,進而能夠將在第二基準方向Y上相鄰的頭主體100的噴嘴21彼此配置于在第一基準方向X上重疊的位置處。因此,能夠將多個頭主體100并排設置在沿著第二基準方向Y的直線上,從而能夠縮小記錄頭3的第一基準方向X上的寬度。
如圖4所示,在從噴嘴面側仰視觀察時,這樣的本實施方式的頭主體100具有大致呈平行四邊形的形狀。這是因為,如上所述,作為構成各頭芯片110的噴嘴列的噴嘴21的并排設置方向的第四基準方向Xa被設置為相對于作為記錄薄片S的輸送方向的第一基準方向X而傾斜,并且與作為該噴嘴列的傾斜方向的第四基準方向Xa同樣地,以大致呈平行四邊形的方式形成了頭主體100的外形。當然,頭主體100的從第一噴嘴面20a側仰視觀察時的形狀并不限定于大致平行四邊形,也可以為矩形形狀或梯形形狀、多邊形形狀等。
通過以此方式配置多個頭主體100而設為記錄頭3,從而實現制造上的成品率、加工的容易度、作為固定板的罩130的平面的形成平面的容易化等的效果。
以下,參照圖5~圖7,進一步對頭主體100的頭芯片110的一個示例進行的說明。并且,圖5為本發明的實施方式1所涉及的頭主體的分解立體圖,圖6為頭主體以及罩的主要部分俯視圖,圖7為頭主體的第二基準方向Y的剖視圖。
如附圖所示,本實施方式的頭芯片110具備流道形成基板10、連通板15、噴嘴板20、保護基板30、可塑性基板45、外殼40等多個部件,這些多個部件通過粘合劑等而被接合在一起。
如附圖所示,在構成頭芯片110的流道形成基板10上,通過從一個面側進行各向異性蝕刻,從而沿著多個噴嘴21所并排設置的方向而并排設置有利用多個隔壁而劃分成的壓力產生室12。并且,在本實施方式中,該壓力產生室12所并排設置的方向與第四基準方向Xa一致。另外,在流道形成基板10上,壓力產生室12在第四基準方向Xa上所并排設置的列被設置有多列,在本實施方式中被設置有兩列。后面,將該壓力產生室12沿著第四基準方向Xa而形成的壓力產生室12的被多列設置的列設置方向稱為第五基準方向Ya。并且,在本實施方式中,與第四基準方向Xa以及第五基準方向Ya正交的方向與第三基準方向Z一致。另外,本實施方式的頭芯片110以作為噴嘴21的并排設置方向的第四基準方向Xa成為相對于作為記錄薄片S的輸送方向的第一基準方向X而傾斜的方向的方式搭載于記錄頭3。
另外,在流道形成基板10上,在壓力產生室12的第五基準方向Ya的一端部側,也可以設置有與該壓力產生室12相比開口面積較窄、且向流入至壓力產生室12的油墨給予流道阻力的供給通道等。
另外,如圖5所示,在流道形成基板10的一個面側,接合有連通板15。另外,在連通板15上接合有噴嘴板20,噴嘴板20上設置有與各壓力產生室12連通的多個噴嘴21。在本實施方式中,作為噴嘴板20的噴嘴21開口的第三基準方向Z的一個面的Z1側成為第一噴嘴面20a。
在連通板15上,設置有使壓力產生室12和噴嘴21連通的噴嘴連通通道16。連通板15具有與流道形成基板10相比而較大的面積,噴嘴板20具有與流道形成基板10相比而較小的面積。通過以此方式使噴嘴板20的面積變得比較小,從而能夠實現成本的削減。
另外,在連通板15上,設置有構成歧管95的一部份的第一歧管部17、和第二歧管部18。
第一歧管部17以在第三基準方向Z上貫穿連通板15的方式設置。另外,第二歧管部18在第三基準方向Z上不貫穿連通板15,而在連通板15的噴嘴板20側開口并被設置至第三基準方向Z上的中途。
而且,在連通板15上,針對每個壓力產生室12而獨立地設置有與壓力產生室12的第二基準方向Y的一端部連通的供給連通通道19。該供給連通通道19對第二歧管部18和壓力產生室12進行連通。
在噴嘴板20上,形成有經由噴嘴連通通道16而與各壓力產生室12連通的噴嘴21。即,噴射作為相同種類的液體的油墨的噴嘴21在第四基準方向Xa上被并排設置,并且被并排設置于該第四基準方向Xa上的噴嘴21的列在第五基準方向Ya上被形成有兩列。
另一方面,在流道形成基板10的與連通板15相反的一面側上,形成有振動板。另外,通過在振動板上依次層疊第一電極、壓電體層和第二電極,從而構成作為本實施方式的壓力產生單元的壓電致動器300。一般而言,以將壓電致動器300的任一方的電極設為公共電極、并對另一方的電極以及壓電體層針對每個壓力產生室12而進行圖案形成的方式構成。
另外,在流道形成基板10的壓電致動器300側的面上,接合有具有與流道形成基板10大致相同的大小的保護基板30。保護基板30具有作為用于對壓電致動器300進行保護的空間的保持部31。另外,在保護基板30上,設置有在第三基準方向Z上貫穿的貫穿孔32。從壓電致動器300的電極導出的引線電極90的端部以從該貫穿孔32內露出的方式延伸設置,引線電極和安裝了驅動IC等的驅動電路97的配線基板98在貫穿孔32內被電連接。
另外,在保護基板30以及連通板15上,固定有劃分形成與多個壓力產生室12連通的歧管95的外殼40。外殼40在俯視觀察時具有與上述的連通板15大致相同的形狀,并與保護基板30接合,并且還與上述的連通板15接合。具體而言,外殼40在保護基板30側具有收納流道形成基板10以及保護基板30的深度的凹部41。該凹部41具有與保護基板30的接合于流道形成基板10上的面相比較寬的開口面積。而且,在凹部41中收納有流道形成基板10等的狀態下,凹部41的噴嘴板20側的開口面通過連通板15而被密封。由此,在流道形成基板10的外周部上,通過外殼40和流道形成基板10以及保護基板30而劃分形成有第三歧管部42。而且,通過該第三歧管部42、和被設置于連通板15上的第一歧管部17以及第二歧管部18,而構成了本實施方式的歧管95。
另外,在連通板15的第一歧管部17以及第二歧管部18開口的面上,設置有可塑性基板45。該可塑性基板45對第一歧管部17和第二歧管部18的開口進行密封。
這樣的可塑性基板45在本實施方式中具備密封膜46和固定基板47。密封膜46通過具有撓性的薄膜(例如,聚苯硫醚(PPS)或不銹鋼(SUS))等形成。另外,固定基板47通過不銹鋼(SUS)等金屬等的硬質的材料形成。由于該固定基板47的與歧管95對置的區域成為在厚度方向上完全被去除的開口部48,因此,歧管95的一個面成為作為僅以具有撓性的密封膜46而被密封的撓部的可塑性部49。
另外,作為固定板的罩130被接合于該可塑性基板45的與連通板15相反的一面側、即Z1側的面。即,罩130的作為被設置于基座部131上的貫穿孔的露出開口部134具有與噴嘴板20的面積相比較寬的開口面積,在露出開口部134內使噴嘴板20的第一噴嘴面20a露出。當然,罩130并不限定于此,例如,也可以將罩130的露出開口部134設為與噴嘴板20的外形相比而較小的開口面積,并且將罩130抵接或粘合于噴嘴板20的第一噴嘴面20a上。當然,即使在將罩130的露出開口部134設為與噴嘴板20的外形相比而較小的開口面積的情況下,也可以以使罩130和第一噴嘴面20a不相接的方式設置。而且,成為在連通板15上固定有噴嘴板20和罩130的情況。并且,本實施方式的罩130經由可塑性基板45而被固定在連通板15上。因此,罩130被固定于連通板15上的情況是指,既包括可塑性基板45等的其他部件介于兩者之間而被固定的情況,還包括罩130被直接固定于連通板15上的情況。另外,可塑性基板45并不限定于固定于連通板15的噴嘴板20側的情況,例如,也可以將可塑性基板45相對于歧管95而設置于與連通板15相反側、即外殼40側,也可以將可塑性基板45設置于歧管95的與連通板15側交叉的側面上。另外,關于噴嘴板20也同樣地,噴嘴板20被固定于連通板15上的情況是指,包括噴嘴板20直接被固定于連通板15上的情況,還包括其他部件介于兩者之間而被固定的情況。
如此,通過將噴嘴板20和罩130固定于連通板15上,從而在作為頭主體100的Z1側的面的噴嘴面上,在噴嘴板20的第一噴嘴面20a與罩130的第二噴嘴面135之間形成有高低差,通過該高低差而形成有凹部140。即,通過將噴嘴板20的第一噴嘴面20a、和罩130的第二噴嘴面135在第三基準方向Z上設置于不同的位置處,從而在兩者之間設置有高低差。也就是說,高低差是指,由在第三基準方向Z上被設置于不同的位置處的兩個面形成的差。在本實施方式中,通過將罩130的第二噴嘴面135以與噴嘴板20的第一噴嘴面20a相比向Z1側突出的方式設置,從而形成有高低差。通過如此使罩130以與噴嘴板20相比向記錄薄片S側突出的方式設置,從而記錄薄片S難以接觸到噴嘴板20,從而能夠抑制因記錄薄片S接觸到噴嘴板20而引起的噴嘴板20的變形以及剝離。并且,本實施方式的噴嘴面包括噴嘴板20的第一噴嘴面20a以及罩130的第二噴嘴面135。另外,即使第一噴嘴面20a和第二噴嘴面135在第三基準方向Z上被設置于相同的位置處,例如,在第一噴嘴面20a與第二噴嘴面135之間露出有連通板15的表面的情況下,在第一噴嘴面20a以及第二噴嘴面135與連通板15的表面之間形成有高低差。也就是說,設置于第一噴嘴面20a與第二噴嘴面135之間的連通板15等部件的表面也被包含在噴嘴面中。通過這樣的被設置于噴嘴面上的高低差,從而形成有凹部140。另外,凹部140可以為由兩個面形成的角狀物,另外,也可以為由三個面形成的截面成為矩形形狀的槽狀物。在本實施方式中,在第一噴嘴面20a與第二噴嘴面135之間,通過噴嘴板20和罩130和連通板15而形成有凹部25,通過在該凹部25內填充填充劑26,從而在填充劑26的表面上形成有傾斜狀的凹部140,詳細情內容將在后文進行敘述。并且,在凹部25內未填充有填充劑26的情況下,凹部25成為通過高低差而被形成的凹部。也就是說,通過高低差而被形成的凹部既可以為通過噴嘴板20和罩130和連通板15而被形成的凹部25,另外,也可以為在凹部25內被填充的填充劑26的表面上所形成的傾斜狀的凹陷部。另外,在本實施方式中,針對每個噴嘴板20而設置露出開口部134,并且,噴嘴板20以及露出開口部134在從第三基準方向Z仰視觀察時具有在第四基準方向Xa上傾斜的平行四邊形。因此,噴嘴板20與罩130之間的凹部140沿著作為噴嘴21的并排設置方向的第四基準方向Xa而被設置。另外,在本實施方式中,凹部140跨及噴嘴板20的周圍而被連續設置。也就是說,凹部140在由第四基準方向Xa以及第二基準方向Y規定的平面上以包圍多個噴嘴21的方式設置。而且,在本實施方式中,在作為第二方向的第二基準方向Y上,最靠近凹部140的噴嘴21與凹部140即距噴嘴板20的邊緣之間的距離l 1小于在第二基準方向Y上最遠離的兩個噴嘴21之間的距離l2。由此,從噴嘴21溢出的油墨容易流至凹部140,從而將凹部140容易由油墨充滿,詳細內容將在后文進行敘述。
另外,在噴嘴板20與罩130之間形成有凹部25。即,由于罩130的露出開口部134具有與噴嘴板20相比而較大的開口,因此,在連通板15的表面上,在噴嘴板20的外周邊緣部與罩130的露出開口部134的內周邊緣部之間,形成有凹部25。也就是說,凹部25通過噴嘴板20、罩130、以及固定有噴嘴板20以及罩130的連通板15而被規定。而且,在該凹部25內,填充有填充劑26。填充劑26以在噴嘴板20側位于與第一噴嘴面20a相比向Z2側降低的位置處、且在罩130側位于與罩130的Z1側的表面相比向Z2側降低的位置處的方式被形成為傾斜狀。由此,在噴嘴面上,且在填充劑26的表面上形成有傾斜狀的凹部140。即,設置于凹部25內的填充劑26的Z1側的表面構成頭主體100的噴嘴面的一部分。通過如此對填充劑26的高度進行規定,從而能夠抑制在利用擦拭器而對罩130的Z1側的表面以及噴嘴板20的第一噴嘴面20a進行擦拭時,擦拭器接觸到填充劑26,而產生由于填充劑26的剝離而引起的異物等。當然,也可以不在凹部25內填充填充劑26。如此通過噴嘴板20的外周邊緣部而設置凹部25是指,能夠減少噴嘴板20的第一噴嘴面20a的表面面積,從而能夠將噴嘴21和凹部140靠近配置。因此,能夠利用從噴嘴21溢出的油墨來充滿被設置于由高低差而形成的凹部25內的填充劑26的表面上的凹部140,詳細情況將在后文敘述。并且,填充劑26只要是具有液體耐性的材料,則不被特別限定,例如,能夠使用粘合劑或模具材料等樹脂材料。另外,填充劑26也可以為將罩130粘合在可塑性基板45上的粘合劑的一部份。這樣的填充劑26由于由樹脂材料形成,因此,在其表面容易滯留油墨。尤其是,在噴嘴板20的Z1側的表面或罩130的Z1側的表面上以難以附著油墨的方式設置有相對于油墨而具有防液性的防液膜的情況下,附著于噴嘴板20以及罩130的表面上的油墨容易向填充劑26的表面移動并滯留于該表面上。也就是說,噴嘴板20的第一噴嘴面20a與凹部25或填充于凹部25中的填充劑26的表面、即凹部140的內表面相比,防液性較高。
并且,在外殼40上,設置有導入通道44,導入通道44用于與歧管95連通從而向各歧管95供給油墨。另外,在外殼40上,設置有連接口43,連接口43與保護基板30的貫穿孔32連通并供配線基板98插穿。
在這樣的結構的頭芯片110中,當噴射油墨時,從液體供給單元8經由導入通道44而取得油墨,并在從歧管95至噴嘴21為止的流道內部充滿油墨。之后,通過根據來自驅動電路97的信號,而對與壓力產生室12對應的各壓電致動器300施加電壓,從而使振動板與壓電致動器300一起進行撓曲變形。由此,壓力產生室12內的壓力升高,而油墨滴從預定的噴嘴21被噴射。
在此,參照圖8,對被設置于保持部件200上的壓力調節單元201的一個示例進行說明。并且,圖8為表示本實施方式的壓力調節單元的剖視圖。
如圖8所示,壓力調節單元201為被設置于對液體供給單元8和頭主體100進行連通的流道的中途并對該流道進行開閉的閥門。具體而言,本實施方式的壓力調節單元201具備閥座210和閥體220。
在閥座210中,設置有收納室211和第一壓力調節室213,收納室211經由供給管8a而與液體供給單元8連接,第一壓力調節室213經由連通口212而與收納室211連通,并且與頭主體100連通。
收納室211是通過由蓋部件214對形成于閥座210的一個面上的凹部進行密封從而被形成。另外,在閥座210中,設置有對收納室211和液體供給單元8進行連通的流入口215。
第一壓力調節室213具有朝向閥座210的與收納室211相反側的側面開口的凹形形狀。另外,在閥座210的第一壓力調節室213開口的面上,粘附有薄膜216,第一壓力調節室213的開口通過薄膜216而被密封。另外,在第一壓力調節室213上連通有流出通道217的一端,流出通道217的另一端與頭主體100側連接。
在此,薄膜216能夠使用相對于液體而具有耐性的撓性材料。另外,作為薄膜216,優選為使用透水率或液氧或氮氣等透氣率較低的材料。作為這樣的薄膜216的材料,例如,列舉出在高密度聚乙烯薄膜或者聚丙烯(PP)薄膜上,粘合層壓了涂敷有亞乙烯基氯(薩蘭樹脂)的尼龍薄膜而形成的結構。另外,作為其他材料,也可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
這樣的薄膜216的構成第一壓力調節室213的壁面的一部份的部分成為隔膜216a。另外,在隔膜216a的第一壓力調節室213側的面上,設置有受壓板218。受壓板218具有與隔膜216a相比而較小的外形的圓盤形狀。這樣的受壓板218是為了避免對連通口212進行開閉的閥體220直接抵接于薄膜216而被設置的,能夠使用與隔膜216a相比剛性較高的材料,例如,使用樹脂或金屬等。
在第一壓力調節室213的底面、即,閥座210的與隔膜216a相對置的壁面上,設置有連通口212,連通口212在厚度方向上貫穿并對第一壓力調節室213和收納室211進行連通。來自收納室211的油墨經由連通口212而流入至第一壓力調節室213中。
在連通口212中插穿有閥體220。閥體220具備:插穿于連通口212中的軸部221;凸緣部222,其被設置于軸部221的收納室211內的端部上;密封部件223,其被固定于凸緣部222上。
軸部221具有與連通口212相比而較小的外徑,壓力調節室213內的一端部抵接于受壓板218的中央部。另外,軸部221的與抵接于受壓板218的端部相反側的另一端部被配置于收納室211內,在收納室211內的另一端部上,一體形成有凸緣部222。
凸緣部222由圓形的板狀部件構成。另外,在凸緣部222上,固定有由橡膠或彈性體等的彈性材料形成的密封部件223。通過密封部件223抵接于閥座210,從而對連通口212進行閉閥。
這樣的閥體220的凸緣部222與劃分形成收納室211的蓋部件214之間,安裝有線圈彈簧225,通過線圈彈簧225的作用力,而閥體220以軸部221的軸方向作為移動軸方向而向第一壓力調節室213側施力。
在此,在作用于閥體220上的力中,存在薄膜216的反力、受到第一壓力調節室213的油墨壓力而作用于受壓板218和隔膜216a上的力、線圈彈簧225的作用力、受到油墨的供給壓力而作用于閥體220上的力。
薄膜216的反作用力為,發生了撓曲變形的隔膜216a欲恢復到原來形狀的力。隔膜216a的變形量、即撓曲量越大,則薄膜216的反作用力越大。這樣的薄膜216的反作用力經由受壓板218而被傳遞至軸部221。
受到第一壓力調節室213的油墨壓力而作用于受壓板218和隔膜216a上的力,由受到油墨壓力的受壓板218和隔膜216a的受壓面積與油墨壓力的乘積來被表示。第一壓力調節室213內的液體從流出通道217流向下游,當第一壓力調節室213內的油墨減少時,油墨壓力和大氣壓之間的差壓變大,從而作用于受壓板218和隔膜216a上的力變大。該作用于受壓板218和隔膜216a上的力經由軸部221,作為開閥方向的力而作用于閥體220上。
線圈彈簧225的作用力為在閉閥方向上對閥體220施加的力。如此,在本實施方式中,由于閥體220通過線圈彈簧225而對受壓板218施加如下的力,即,與通過第一壓力調節室213的油墨的壓力而作用于受壓板218和隔膜216a上的力相反方向的力,因此為了使受壓板218位移至閥體220到達開閥位置處為止,從而需要以相當于線圈彈簧225的作用力的量,使第一壓力調節室213內的油墨減壓至更低的壓力(工作壓力)。
而且,通過在這樣的壓力調節單元201中,第一壓力調節室213內的油墨流向下游而第一壓力調節室213內被減壓至與大氣壓相比為負壓,從而如圖8(b)所示,通過隔膜216a向第一壓力調節室213的底面側移動,受壓板218克服線圈彈簧225的作用力而對閥體220進行按壓,從而在閥體220的密封部件223與閥座210之間產生間隙,進而連通口212開口,即開閥。另外,通過該開閥而油墨從收納室211被供給至第一壓力調節室213內,從而當第一壓力調節室213內的減壓被消除時,如圖8(a)所示,隔膜216a通過線圈彈簧225的作用力而返回至原始位置,進而閉閥。
通過將這樣的壓力調節單元201設置于記錄頭3上,從而能夠將從液體供給單元8的第一加壓輸送單元802被加壓輸送過來的油墨以預定的壓力向頭主體100供給。即,能夠通過壓力調節單元201,從而能夠供給頭主體100所消耗的油墨的量的油墨。由此,將頭主體100內的油墨維持為負壓,形成噴嘴21的油墨的彎液面,能夠抑制來自噴嘴21的油墨溢出的情況。
另外,參照圖9,對設置于保持部件200上的加壓單元203的一個示例進行說明。并且,圖9為表示本實施方式的加壓單元的剖視圖。
如圖9所示,加壓單元203具備壓力調節單元201、第二壓力調節室230和加壓室232,所述第二壓力調節室230與頭主體100的歧管95連接,所述加壓室232在第二壓力調節室230中經由通過彈性材料而被形成的薄片狀的壁部231而劃分形成。
第二壓力調節室230上經由開閉閥202而連接有壓力調節單元201,并且對從壓力調節單元201被供給的油墨進行臨時存儲。另外,第二壓力調節室230與頭主體100的歧管95連通,從而被臨時貯留于第二壓力調節室230中的油墨向頭主體100被供給。
在加壓室232上連通有與外部連通的大氣開放通道233,加壓室232經由大氣開放通道233而與外部連通,即,向大氣被開放。另外,在大氣開放通道233上,設置有對大氣開放通道233進行開閉的大氣開放用開閉閥234,通過大氣開放用開閉閥234而對加壓室232的大氣開放進行控制。
另外,在加壓室232上連接有第二加壓輸送單元235,所述第二加壓輸送單元235將空氣等氣體向加壓室232加壓輸送。通過在大氣開放用開閉閥234對大氣開放通道233進行閉閥的狀態下,第二加壓輸送單元235將氣體向加壓室232加壓輸送,從而加壓室232內的氣體被加壓。而且,通過如此對加壓室232進行加壓,從而壁部231朝向第二壓力調節室230側而發生變形,通過利用壁部231來減少第二壓力調節室230的容積,從而第二壓力調節室230內的油墨被加壓。另外,停止由第二加壓輸送單元235對加壓室232實施的加壓,并且通過使大氣開放用開閉閥234開閥,從而加壓室232內的氣體向外部被排出,進而加壓室232內的氣體的壓力降低。由此,壁部231通過彈性力而恢復至原來的姿態,第二壓力調節室230的容積恢復為原來的容積,第二壓力調節室230內的油墨的加壓被解除。
并且,當對第二壓力調節室230內的油墨進行加壓時,通過開閉閥202而油墨不會流向壓力調節單元201側。這是因為,例如,當油墨向壓力調節單元201側流動時,壓力調節單元201的薄膜216發生撓曲變形而吸收壓力。即,在利用加壓單元203而對油墨進行加壓時,通過抑制油墨向壓力調節單元201側流出,從而能夠有效的向頭主體100側輸送通過加壓單元203而進行了加壓的油墨。
而且,參照圖10,對被搭載于噴墨式記錄裝置1上并對頭主體100的噴嘴面進行擦拭的擦拭單元的一個示例進行說明。并且,圖10為表示擦拭單元的從頭模塊的噴嘴面側觀察的俯視圖以及主要部分剖視圖。
如圖10所示,在本實施方式中,擦拭單元150具備擦拭器151和擦拭器基座部152,該擦拭器151由通過橡膠或彈性體等的彈性部件而被形成的板狀部件構成,在該擦拭器基座部152上固定有擦拭器151。
擦拭器基座部152以能夠移動至與頭主體100的噴嘴面對置的位置的方式設置。另外,擦拭器基座部152以通過未圖示的驅動電機等的驅動單元而移動至第二基準方向Y的方式設置。
擦拭器151以頂端成為自由端的方式其基端部側被固定于擦拭器基座部152。另外,擦拭器151的沿著面方向的方向為第三基準方向Xa。而且,擦拭器151的成為自由端的頂端以朝向噴嘴面突出的方式配置。這樣的擦拭器151的第四基準方向Xa上的長度與并排設置有噴嘴21的噴嘴列的長度相比而較長。由此,擦拭器151能夠對噴嘴板20的第一噴嘴面20a和罩130的第二噴嘴面135的整個面進行擦拭。
在這樣的擦拭單元150中,通過使擦拭器151相對于頭主體100而相對移動于第二基準方向Y上,從而擦拭器151的頂端對罩130的第二噴嘴面135以及噴嘴板20的第一噴嘴面20a進行擦拭。另外,在本實施方式中,通過一個擦拭器151而對多個頭主體100進行擦拭,在本實施方式中,對四個頭主體100進行擦拭。由此,能夠減少部件個數,從而降低成本。當然,也可以針對每個頭主體100、或針對兩個以上的頭主體100組而設置擦拭器151。
另外,參照圖11,對噴墨式記錄裝置1的控制裝置9的一個示例進行說明。并且,圖11為表示本實施方式的記錄裝置的控制結構的框圖。
如圖11所示,控制裝置9具備:印刷控制單元901、印刷位置控制單元902、擦拭控制單元903以及加壓控制單元904。
印刷控制單元901對頭主體100的印刷動作進行控制,例如,伴隨著印刷信號的輸入而向壓電致動器300施加驅動脈沖,從而使油墨從頭主體100噴射。
印刷位置控制單元902對輸送單元4進行控制,從而對記錄薄片S相對于頭主體100的相對位置進行控制。
擦拭控制單元903在印刷控制單元901的印刷后或印刷前、通過抽吸單元(未圖示)而從噴嘴21抽吸了油墨和氣泡的抽吸動作后等所需的時機,對擦拭單元150進行控制,從而通過擦拭器151而對頭主體100的噴嘴面進行擦拭。
加壓控制單元904在由擦拭單元150實施擦拭時,使開閉閥202閉閥,并且對加壓單元203進行控制,從而對油墨進行加壓,并將加壓后的油墨向頭主體100供給。
而且,控制裝置9通過加壓控制單元904而向頭主體100供給加壓后的油墨,并且通過擦拭控制單元903而利用擦拭器151對頭主體100的噴嘴面進行擦拭。此時,加壓控制單元904對加壓單元203進行控制,直到通過從頭主體100的噴嘴21溢出的油墨而至少使通過高低差而形成的填充劑26的表面的凹部140的與噴嘴21在第二基準方向Y上相對的范圍被充滿為止。即,如圖6所示,在對與第四基準方向Xa平行的假想線v向第二基準方向Y上進行了投影的情況下,多個噴嘴21在假想線v上所分布的范圍w被包含在充滿了油墨的凹部140在假想線v上所分布的范圍w內。也就是說,當將與第四基準方向Xa平行的假想線v設為沿著第四基準方向Xa而被設置的凹部140時,油墨只要被充滿于在第二基準方向Y上對噴嘴21進行了投影時凹部140的至少分布有噴嘴21的范圍w內即可。換言之,多個噴嘴21在第二方向Y上與凹部140的充滿了油墨的范圍相對。在本實施方式中,由于凹部140以包圍噴嘴21的兩列的方式設置,因此,跨及凹部140的整周而充滿油墨。由此,凹部140的范圍w切實地被油墨充滿。而且,擦拭控制單元903以在利用擦拭器151而對充滿了油墨的凹部140進行擦拭之后、對噴嘴21進行擦拭的方式對擦拭單元150進行控制。并且,當油墨從噴嘴21溢出時,如上所述,由于第一噴嘴面20a與形成凹部140的內表面的填充劑26的表面相比而防液性較高,因此,油墨容易從第一噴嘴面20a向填充劑26的表面、即凹部140移動。另外,由于凹部140、即填充劑26的表面以傾斜狀地凹陷,因此,油墨容易通過毛管力而沿著凹部140而被填充于填充劑26的表面內。另外,加壓控制單元904對加壓單元203進行控制,使油墨從噴嘴21溢出的壓力皆可以為使油墨從全部的噴嘴21溢出的壓力,另外,也可以為使油墨從一部分的噴嘴21溢出的壓力。無論怎樣,只要以至少在凹部140的范圍w內充滿油墨的方式使油墨從噴嘴21溢出即可。如此,通過使至少凹部140的范圍w內充滿油墨,從而與利用從整個第一噴嘴面20a溢出的油墨來進行填充的情況相比,能夠抑制油墨的無端的消耗量。另外,在本實施方式中,由于凹部140包圍多個噴嘴21而被設置,因此,即使使油墨從某一個噴嘴21溢出,也能夠使凹部140充滿油墨。也就是說,即使油墨從噴嘴21朝向第一基準方向X而流動,也能夠流經被設置于噴嘴21的第一基準方向X上的凹部140而將油墨填充至范圍w內。而且,在本實施方式中,與在第二基準方向Y上相鄰的噴嘴列的噴嘴21的距離l2相比,凹部140與噴嘴21之間的第二基準方向Y上的距離l1較小。因此,由于在噴嘴21的附近配置凹部140,因此,從噴嘴21溢出的油墨易于充滿凹部140。
參照圖12,對通過這樣的控制裝置9并利用擦拭單元150而對噴嘴面進行擦拭的擦拭方法進行說明。并且,圖12為記錄頭以及擦拭單元的主要部分剖視圖。
如圖12(a)所示,控制裝置9的加壓控制單元904對開閉閥202以及加壓單元203進行控制,從而使油墨從噴嘴21溢出,并利用油墨400而充滿凹部140的至少范圍w(參照圖6)。并且,異物401不僅容易附著于頭芯片110的第一噴嘴面20a或罩130的第二噴嘴面135上,還容易附著于被設置在凹部140中的填充劑26的表面上。這樣的異物401例如通過在印刷時所產生的油墨煙霧附著于第一噴嘴面20a以及第二噴嘴面135等上,另外,由于第一噴嘴面20a以及第二噴嘴面135被進行防液處理,因此,附著于第一噴嘴面20a以及第二噴嘴面135上的油墨向填充劑26的表面移動,并在填充劑26的表面上油墨發生干燥而增稠,從而被形成。在本實施方式中,通過使油墨從噴嘴21溢出并利用油墨而使凹部140充滿,從而能夠利用油墨400而溶解異物401。
如此,在通過加壓單元203而對油墨進行了加壓的狀態下,通過擦拭器151而對噴嘴面進行擦拭。具體而言,如圖12(b)所示,擦拭控制單元903對擦拭單元150進行控制,從而使擦拭器151抵接于罩130的第二噴嘴面135,并使擦拭器151朝向第二基準方向Y、即凹部140而進行移動。由此,第二噴嘴面135被擦拭。
另外,通過使擦拭器151在第二基準方向Y上移動,從而如圖12(c)所示,利用擦拭器151而對溶解了填充劑26的表面的異物401的油墨400進行擦拭。而且,通過進一步使擦拭器151在第二基準方向Y上移動,從而利用擦拭器151而對噴嘴21進行擦拭。此時,由于在擦拭器151上,異物401不直接附著,而附著有溶解有異物401的油墨400,因此,即使通過附著有油墨400的擦拭器151而對噴嘴21進行擦拭,也不會通過擦拭器151而將異物401擦入噴嘴21中,從而能夠抑制異物401向噴嘴21內的侵入。另外,由于通過附著有溶解了的油墨400的擦拭器151來對頭芯片110的第一噴嘴面20a進行擦拭,因此,能夠對附著于第一噴嘴面20a上的異物進行溶解并擦拭。
與此相對,例如,如圖13(a)所示,當通過擦拭器151來直接對附著于填充劑26的表面上的異物401進行擦拭時,即使加壓單元203對噴嘴21內的油墨進行加壓,也會如圖13(b)所示,將附著于擦拭器151上的異物401、特別是增稠了的油墨擦入噴嘴21中。當如此將異物401擦入噴嘴21中時,將產生噴嘴21的堵塞,從而產生油墨的噴射不良的情況。
也就是說,在本實施方式中,通過從噴嘴21溢出的油墨而對附著于凹部140中的異物401進行溶融,并利用擦拭器151而對凹部140的油墨和頭芯片110的第一噴嘴面20a進行擦拭。由此,能夠抑制將頭芯片110的第一噴嘴面20a或凹部140的異物401擦入噴嘴21中的情況,能夠抑制噴嘴21的堵塞、油墨重量的減少、油墨的噴落位置偏差等的噴射不良情況。另外,在本實施方式中,由于并不是利用從噴嘴21溢出的油墨來充滿第一噴嘴面20a的整個面,而只要使油墨充滿凹部140的至少范圍w即可,因此,能夠抑制油墨的無端的消耗量。
并且,在擦拭器151的移動方向即第二基準方向Y上對噴嘴21進行了擦拭之后還存在凹部140,即使附著于對噴嘴21進行了擦拭之后的凹部140中的異物401附著于擦拭器151上,也會在擦拭器151下一次對第一噴嘴面20a進行擦拭之前,在對充滿有油墨的凹部140進行擦拭時溶解。因此,即使通過擦拭器151來連續對多個第一噴嘴面20a進行擦拭,也能夠抑制異物401被擦入噴嘴21內的情況。
另外,在通過擦拭器151而對噴嘴21進行了擦拭之后,為了形成噴嘴21的彎液面,從而通過停止由加壓單元203實施的油墨的加壓,并實施從噴嘴21預噴出油墨滴的、所謂的沖洗,從而能夠良好地形成噴嘴21的油墨的彎液面。
如以上說明的那樣,在本實施方式的噴墨式記錄裝置1中,通過在由油墨充滿了凹部140之后,在對噴嘴21內的油墨進行加壓的狀態下,使擦拭器151相對于噴嘴面而在第二基準方向Y上進行相對移動,從而在擦拭器151對凹部140進行了擦拭之后,對噴嘴21進行擦拭。因此,附著于第一噴嘴面20a或凹部140上的增稠了的油墨等異物401通過油墨而溶解,從容能夠抑制將異物401擦進噴嘴21的情況,進而抑制噴嘴21因異物401的堵塞或油墨重量的減少、油墨的噴落位置偏差等的噴射不良的情況。另外,由于充滿凹部140的油墨只要至少充滿范圍w即可,因此,與跨及噴嘴面的整個面、或第一噴嘴面20a的整個面而充滿油墨的情況相比,能夠抑制油墨的消耗量。另外,由于在本實施方式的擦拭方法中,只要以較低的加壓來實施由加壓單元203進行的加壓即可,因此,作為加壓單元203而能夠使用小型的裝置,并能夠實現小型化以及低成本化。
并且,雖然在本實施方式中,在噴墨式記錄裝置1中設置有記錄頭3、液體供給單元8、控制裝置9和擦拭單元150,但本申請發明能夠應用于具備記錄頭3、作為控制單元的控制裝置9、擦拭單元150的液體噴射頭單元即噴墨式記錄頭單元中。即,將具有記錄頭3、控制裝置9以及擦拭單元150的裝置稱為噴墨式記錄頭單元(液體噴射頭單元)。
另外,在本實施方式中,雖未特別提及,但是,例如,在第四基準方向Xa上被并排設置的多個噴嘴21被分為噴射第一種油墨(液體)的噴嘴、和噴射與第一種油墨(液體)相比表面張力較小的第二種油墨(液體)的噴嘴的情況下,優選為,凹部140至少被第二種油墨充滿。這是因此,由于第二種油墨的表面張力與第一種油墨相比表面張力較小,因此,噴嘴21的油墨的彎液面中第二種油墨容易破壞,容易使油墨從噴嘴21溢出從而充滿凹部140。另外,利用第二種油墨,由于容易破壞噴嘴21的油墨的彎液面,因此,能夠進一步抑制油墨的無端的消耗量。
實施方式2
圖14為本發明的實施方式2所涉及的記錄頭的主要部分剖視圖。并且,對與上述的實施方式同樣的部件標記相同的符號,并省略重復的說明。
如圖14(a)所示,與本實施方式的頭主體100的第一噴嘴面20a在第三基準方向Z上對置的位置處,設置有液體接受板160。液體接受板160由板狀的部件構成,并以能夠在第三基準方向Z上移動的方式設置,并且被配置于在所需的時機接近于第一噴嘴面20a的位置處。
而且,在本實施方式中,在通過擦拭單元150來對噴嘴面進行擦拭之前,利用油墨而將凹部140充滿時,如圖14(b)所示,在使液體接受板160接近第一噴嘴面20a之后,使油墨從噴嘴21溢出。由此,油墨在第一噴嘴面20a與液體接受板160之間擴大,從而使油墨容易移動至凹部140中。并且,如果液體接受板160的表面被進行防液處理,則油墨容易朝向凹部140移動。
并且,液體接受板160并不限定于板狀的部件,例如,也可以為網眼狀的所謂過濾器等。
另外,雖然液體接受板160的與第一噴嘴面20a對置的面為平坦面,但并不特別地進行限定,例如,也可以為采用如下的方式,即,以將從噴嘴21溢出的油墨更易于向凹部140導入的方式具有槽。圖15中示出了這樣的示例。并且,圖15為表示液體接受板的改變例的記錄頭的主要部分剖視圖。
如圖15所示,在液體接受板160上,且在與第一噴嘴面20a相對置的面上,設置有從噴嘴21朝向凹部140的槽161。通過如此在液體接受板160上設置槽161,從而從噴嘴21溢出的油墨通過毛管現象而在槽161內進行移動,并容易被引導至凹部140中,從而能夠充滿凹部140。由此,能夠進一步抑制油墨的消耗量。
實施方式3
圖16為本發明的實施方式3所涉及的記錄頭的主要部分剖視圖。并且,上對與上述的實施方式同樣的部件標記相同的符號,并省略重復的說明。
如圖16所示,在噴嘴板20上,設置有對噴嘴21的內表面和噴嘴板20的外周邊緣部的凹部140側的側面進行連通的連通流道22。連通流道22被設置于噴嘴板20的厚度的中途,而并未被形成于第一噴嘴面20a上。而且,連通流道22與凹部25的填充劑26的表面相比向Z1側開口。
通過如此在噴嘴板20上設置連通流道22,從而在通過加壓單元203而對油墨進行了加壓時,能夠經由連通流道22而向凹部140供給噴嘴21內的油墨。因此,能夠以較少的油墨消耗量來將油墨切實地充滿至凹部140中。
其他實施方式
以上,對本發明的各實施方式進行說明,但是,本發明的基本結構并未限定于上述的結構。
例如,雖然在上述的實施方式1~3中,控制裝置9在由擦拭器151對噴嘴面擦拭時,對加壓單元203進行控制,從而使油墨從噴嘴21溢出,或者,從連通流道22向凹部140供給油墨,但并未特別地限定于此,例如,也可以采用如下的方式,即,通過設置強制性地解除壓力調節單元201的閉閥的開閥單元,并向頭主體100供給由第一加壓輸送單元802進行了加壓的油墨,從而使油墨從噴嘴21溢出,或者,從連通流道22向凹部140供給油墨。即,也可以不在記錄頭3上不設置加壓單元203。當然,也可以利用加壓單元203和第一加壓輸送單元802的兩方。
另外,雖然在上述的實施方式1~3中,作為擦拭單元150,而使用了由板狀的彈性部件形成的擦拭器151,但并未特別地限定于此,例如,擦拭器151也可以由海綿等的發泡樹脂材料或無紡布等的布材料。
而且,雖然在上述的實施方式1~3中,罩130與噴嘴板20未被直接接合在一起,但并未特別地限定于此,例如,罩130也可以被直接接合于噴嘴板20的第一噴嘴面20a上。即使在該情況下,在第一噴嘴面20a與第二噴嘴面135之間,通過高低差而形成由罩130的側面與第一噴嘴面20a這兩個面形成的角部狀的凹部,油墨容易滯留于凹部內,滯留的油墨增稠,容易變成異物401。
另外,雖然在上述的實施方式1~3中,設為頭芯片110具備流道形成基板10、連通板15、噴嘴板20、保護基板30、可塑性基板45、外殼40等多個部件,但只要至少具備為了從設置于第一噴嘴面20a上的噴嘴21噴射液體而使與噴嘴21連通的壓力產生室12產生壓力的壓力產生單元、和設置有該壓力產生單元且沿著預定方向而并排設置的多個壓力產生室12即可。
另外,雖然在上述的實施方式1~3中,在設置于噴嘴面上的凹部25中填充填充劑26,但并未特別地限定于此,例如,也可以不填充填充劑26。通過如此設置凹部25,從而能夠抑制貯留于凹部25內的油墨附著于記錄薄片S上的情況。另外,能夠利用毛管力來將油墨貯留于凹部25中。
另外,雖然在上述的實施方式1~3中,在記錄頭3中設置有多個頭主體100,但是,一個記錄頭3所具有的頭主體100的數量并未被特別限定于此,既可以為一個,也可以為兩個以上的多個。另外,頭主體100所具有的頭芯片110的數量并未限定于上述的數量,既可以為一個,另外,也可以為兩個以上的多個。
而且,雖然在上述的實施方式1~3中,以頭芯片110的噴嘴21的并排設置方向成為相對于與作為輸送方向的第一基準方向X正交的第二基準方向Y而傾斜的方向的方式配置,但是,噴嘴21的并排設置方向也可以成為與作為輸送方向的第一基準方向X相同的方向,或者,噴嘴21的并排設置方向也可以成為與第二基準方向Y相同的方向。而且,噴嘴21也并不被限定于被設置為列狀,也可以將噴嘴21配置為陣列狀。即,噴嘴21只要在噴嘴面上被形成為多個,則其配置并未被特別地限定。而且。雖然在上述的實施方式1~3中,在從與第一噴嘴面20a垂直的第三基準方向Z俯視觀察時,支架部120呈大致平行四邊形狀,但是并未被特別限定于此,也可以為矩形形狀、梯形形狀、多邊形形狀等。
而且,雖然在上述的實施方式1~3中,作為噴墨式記錄裝置1,而舉例示出了記錄頭3被固定于裝置主體2上、并且通過對記錄薄片S進行輸送來實施印刷的、所謂行式記錄裝置,但并未特別地限定于此,能夠將本發明應用于如下的所謂的串行型記錄裝置中,即,將記錄頭3搭載于在與作為記錄薄片S的輸送方向的第一基準方向X交叉的方向、例如第二基準方向Y上移動的滑架上,并使記錄頭3在與輸送方向交叉的方向上移動的同時實施印刷。另外,并不限定于相對于記錄頭3而對記錄薄片S進行輸送的結構,也可以通過相對于記錄薄片S而使記錄頭3移動的結構來實施印刷,只要相對于記錄頭3而相對地輸送記錄薄片S即可。
另外,雖然在上述的實施方式1~3中,作為使壓力產生室12產生壓力變化的壓力產生單元,而利用在第三基準方向Z上被層疊的壓電致動器300進行了說明,但是,壓電致動器300例如也可以為通過成膜以及光刻法而被形成的薄膜型、或通過粘貼生材等方法而被形成的厚膜型等。另外,壓電致動器300能夠使用使壓電材料和電極形成材料交替地層疊并在軸方向上進行伸縮的縱振動型。另外,作為壓力產生單元,能夠使用如下的裝置,即,在壓力產生室內配置發熱元件并通過由發熱元件的發熱而產生的氣泡而從噴嘴噴射液滴的裝置、或者使振動板與電極之間產生靜電并利用靜力而使振動板發生變形從而從噴嘴21噴射液滴的所謂的靜電式致動器等。
并且,雖然在上述實施方式中,作為液體噴射頭的一個示例而列舉出噴墨式記錄頭、并作為液體噴射裝置的一個示例而列舉出噴墨式記錄裝置而進行了說明,但是本發明是廣泛地以具備液體噴射頭的液體噴射頭單元以及液體噴射裝置的整體為對象的,當然也能夠應用于具有噴射油墨以外的液體的液體噴射頭的液體噴射頭單元或液體噴射裝置。作為其它的液體噴射頭,例如能夠列舉出應用于打印機等的圖像記錄裝置中的各種記錄頭、應用于液晶顯示器等的彩色過濾器的制造中的顏色材料噴射頭、應用于有機EL(Electro Luminescence,電致發光)顯示器、FED(面發光顯示器)等的電極形成中的電極材料噴射頭、應用于生物芯片制造中的生體有機物噴射頭等,也可以應用于具備所述的液體噴射頭的液體噴射頭單元以及液體噴射裝置中。
符號說明
1噴墨式記錄裝置(液體噴射裝置)、3噴墨式記錄頭(液體噴射頭)、4輸送單元、5第一輸送輥、6第二輸送輥、7支承部件、8液體供給單元、9控制裝置、10流道形成基板、20噴嘴板、20a第一噴嘴面、21噴嘴、22連通流道、25凹部、26填充劑、30保護基板、40外殼、45可塑性基板、90引線電極、95歧管、97驅動電路、98配線基板、100頭主體、110頭芯片、120支架部、121保持部、122腳部、130罩(固定板)、131基座部、132折曲部、135第二噴嘴面、140凹部、150擦拭單元、151擦拭器、160液體接受板、161槽、200保持部件、201壓力調節單元、202開閉閥、203加壓單元、300壓電致動器、v假想線、w范圍、X第一基準方向、Xa第四基準方向(第一方向)、Y第二基準方向(第二方向)、Ya第五基準方向。