专利名称：液体喷头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尽可能延长设定喷射液体的喷嘴列的实质长度的液体喷头。
背景技术：
为了提高印刷速度，即增大每单位时间的印刷面积，虽然延长与装置主体的主扫描方向相垂直的喷嘴列的长度的是有效的方法，但由于即使是在1个喷嘴的开口处在制造过程中产生不良现象，也不能作为喷头使用，故采用把多个喷头沿喷嘴列方向排列使用。
但是，如图17A所示，仅仅沿喷嘴的列方向排列多个墨水喷射单元A，会在相邻接的喷头的喷嘴列B之间产生无墨点形成区域C。
为了解决这样的问题，如日本专利第2752843号公报所公开的那样，提出了一种呈交错状排列墨水喷射单元A、可排除上述的无墨点形成区域C的长条化的记录头(图17B)。
据此，沿副扫描方向看可形成无缝的长喷嘴列，墨水喷射单元U的宽度为单纯加在一起的大小，液体喷头的装置主体的主扫描方向的尺寸明显变大，而要想有效地利用墨水喷头，必须宽度比记录介质的宽度还要大地进行扫描，从而产生装置大型化的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题点，其目的在于提供一种抑制液体喷头的主扫描方向的尺寸增大、并且能够实现喷嘴列的长条化的液体喷头。
(1)为了实现上述目的，本发明的液体喷头是一种包括由含有通过以列设置喷嘴开口来形成喷嘴列的喷嘴板、形成与上述喷嘴开口相连通的压力发生室的流路形成板、和堵塞上述压力发生室的开口的封闭板的积层体形成的流路单元、来构成液体喷射单元，并把上述液体喷射单元安装在引导来自液体供给源的液体的喷头保持架上的液体喷头；沿喷嘴列方向排列至少2个第1液体喷射单元，在上述2个第1液体喷射单元之间所存在的喷嘴列的不连续处，以从上述第1液体喷射单元的排列沿装置主体的主扫描方向错开的状态、配置喷嘴列方向的长度比上述第1液体喷射单元短的第2液体喷射单元，并由上述第1液体喷射单元与上述第2液体喷射单元，以成为各喷嘴列喷射同种液体的喷嘴组的方式形成单位单元。
即，沿喷嘴列方向排列至少2个第1液体喷射单元，在上述2个第1液体喷射单元之间所存在的喷嘴列的不连续处，以上述第1液体喷射单元的排列沿装置主体的主扫描方向错开的状态、配置喷嘴列方向的长度比上述第1液体喷射单元短的第2液体喷射单元，并由上述第1液体喷射单元与上述第2液体喷射单元，以构成各喷嘴列喷射同种液体的喷嘴组的方式形成单位单元。
据此，形成第1液体喷射单元与第2液体喷射单元的各喷嘴列、喷射同种液体的喷嘴组，有效的喷嘴列的长度在外观上呈长条化，可在短时间内实行向规定区域的液体喷射。另外，第1液体喷射单元是发挥本来的喷射功能的液体喷射单元，第2液体喷射单元是功能上连续两第1液体喷射单元的喷嘴列的喷射单元。从而，第1液体喷射单元，充当为液体喷射性能最稳定的长度的所谓标准品，与此相对，第2液体喷射单元，因为长度比第1液体喷射单元短，所以其本身不是降低液体喷射性能的因素，而是将第1及第2液体喷射单元作为整体而得到稳定的液体喷射性能的长条的喷嘴组。而且，因为各喷嘴组喷射不同种的液体，所以根据设定喷嘴组为规定的数量，可进行多种多样的液体喷射。在将上述那样的单位单元应用到喷墨式记录装置等上时，可实现印刷的高速化和得到美丽多彩的印刷质量。
(2)本发明的液体喷头，以沿喷嘴列方向错开2个上述单位单元的状态、且双方的第2液体喷射单元沿与喷嘴列呈直角的方向重叠配置。
据此，可相对于一方的单位单元的第1液体喷射单元的喷嘴列，使另一方的单位单元的第2液体喷射单元的喷嘴列接近。从而，可使两单位单元的各第1液体喷射单元的列相接近，实现缩短安装有多个液体喷射单元的液体喷头的主扫描方向的尺寸。具体地讲，如果不如上述那样使两单位单元错开，则需要4列份的单元空间，但通过上述排列只需约3列份的单元空间即可。
(3)本发明的液体喷头，通过以沿喷嘴列方向错开的状态相对配置至少2个上述单位单元来形成对向单元，并实质上同列地配置各单位单元的各个第2液体喷射单元。
据此，可相对一方的单位单元的第1液体喷射单元的喷嘴列，使另一方的单位单元的第2液体喷射单元的喷嘴列最相接近。
从而，可使两单位单元的各第1液体喷射单元的列最相接近，实现最大限度地缩短安装有多个液体喷射单元的液体喷头的主扫描方向的尺寸。
(4)本发明的液体喷头，配置有多个上述对向单元。
据此，因为减小主扫描方向的空间并且配置有多个单位单元，所以可以小型的液体喷头从长条化的喷嘴组喷射充分多种类的液体。
(5)本发明的液体喷头，在上述单位单元中，包含有延长上述单位单元的喷嘴组的整个长度至规定长度的第3液体喷射单元，而由上述第1、第2、第3液体喷射单元的各喷嘴列构成上述喷嘴组。
据此，可由第3液体喷射单元适当增补喷嘴组的长度，并设定为规定的长度。另外，通过把第3液体喷射单元的喷嘴列方向的长度设定得比第1液体喷射单元的短，而不会在第3液体喷射单元上降低液体喷射性能，而是维持良好的性能实现喷嘴组的长条化。
(6)本发明的液体喷头，上述第3液体喷射单元，包含与第2液体喷射单元实质上同列配置的单元。
据此，因为与上述第2液体喷射单元的“错开配置”相同地配置第3液体喷射单元，所以即使是使用第3液体喷射单元的情况，也能构成减少主扫描方向的空间的液体喷头。
(7)本发明的液体喷头，作为上述第3液体喷射单元，具有与第2液体喷射单元实质上同列配置的单元，并且具有与第1液体喷射单元实质上同列配置的单元。
据此，与第2液体喷射单元实质上同列配置的第3液体喷射单元，以从第1液体喷射单元沿主扫描方向错开的状态、发挥喷嘴组的延长功能。而且，与第1液体喷射单元实质上同列配置的第3液体喷射单元，经过上述错开状态的第3液体喷射单元、以与第1液体喷射单元实质上同列的状态发挥延长功能。从而，第3液体喷射单元，以沿主扫描方向错开的状态和与第1液体喷射单元实质上同列的状态的2种方式实现喷嘴组的延长，通过适当地选择前者错开的状态与后者的同列状态，可实施自由度高的喷嘴组的延长。
(8)本发明的液体喷头，全部的第3液体喷射单元，喷嘴列方向的长度与第2液体喷射单元大致相同。
据此，因为组合第2及第3液体喷射单元，并全部作为单元部件可通用化，所以对减少部件的种类或降低成本有利。
(9)本发明的液体喷头，因上述第3液体喷射单元的存在，使多个单位单元之间的喷嘴组的端部、在装置主体的主扫描方向上对齐于大致一直线上进行排列。
据此，错开配置由第1、第2液体喷射单元形成的单位单元，在喷嘴组的端部即使产生错位也能够由第3液体喷射单元的配置将上述错位对齐在大致一直线上。从而在多个单位单元之间进行不错位的液体喷射。
(10)本发明的液体喷头，在装置主体的主扫描方向看的相邻的单位单元的喷嘴列，相对于一方的单位单元的喷嘴列的开口间距、以错开的方式配置另一方的单位单元的喷嘴列的开口间距，并且上述错开量为上述开口间距的一半。
据此，若沿主扫描方向复合处在错开关系的两喷嘴列，则开口间距成为实质上小的开口间距。在此，在减小了开口间距的喷嘴列上，若如上述那样为所谓的一半间距，则对于接受液体喷射的部件的每单位面积的液体喷射、处在极精细的状态。另一方面，在开口间距比较大的喷嘴列上，若如上述那样为一半间距，则通过将该一半间距设为析像度的整数倍，就能够使液体喷头的主扫描主向的行程次数减少。这些优点，在喷墨式记录装置上，前者对确保精细的印刷质量有效，后者利用到绘图印刷等上可实现印刷时间的缩短。
(11)本发明的液体喷头，在上述喷头保持架上设置有第1液体喷射单元、第2液体喷射单元、第3液体喷射单元等的定位用的凸部。
据此，通过将各液体喷射单元与上述定位用凸部接触并安装在喷头保持架上，而可在高精度的前提下形成单位单元以至喷嘴组，并能够从长条化的喷嘴组得到良好的液体喷射。另外，对于使单位单元对向的对向单元整体也能够得到稳定的液体喷射。并且，如上所述，即使在错开相邻的单位单元的喷嘴列、将喷嘴开口设定为一半间距的情况，也能够确保高精度的开口间距。
(12)本发明的液体喷头，在上述喷头保持架上，设置有第1液体喷射单元、第2液体喷射单元、第3液体喷射单元等的定位用的外周壁部件。
据此，通过使各液体喷射单元与上述定位用外周壁部件相接触并安装到喷头保持架上，可在高精度下形成单位单元以至喷嘴组，并能够从长条化的喷嘴组得到良好的液体喷射。另外，对于使单位单元相对向的对向单元整体也能够得到稳定的液体喷射。并且，如上所述，即使在错开相邻的单位单元的喷嘴列、将喷嘴开口设定为一半间距的情况，也能够确保高精度的喷嘴开口间距。
(13)本发明的液体喷头，上述流路单元与喷头箱相接合并构成第1液体喷射单元、第2液体喷射单元、第3液体喷射单元等，使上述压力发生室内产生压力变动的压力发生元件为纵振动模式的压电振动件，该压电振动件被固定在固定基板上，在设于上述喷头箱中的收容室内，以与压力发生室相对应的状态插入有压电振动件与固定基板，并使固定基板处于固定在收容室内的状态。
据此，纵振动模式的压电振动件本身，对施加的驱动信号的动作响应性很好，另外，因为得到纵方向的驱动变位输出，所以与驱动信号相对应加压于压力发生室的液体，确实在高的可靠性的前提下实现从喷嘴列的液体喷射。因为以具有这样的特征的压电振动件使第1、第2、第3各墨水喷射单元发挥作用，所以从相连的喷嘴组的液体喷射，无论在哪个喷嘴列上均可实现很好地喷出。从而，将在长条化的喷嘴组的整个长度区域，液滴的量或液滴的达到的位置精度能够保持在不产生实用上的问题的水准内。
图1是表示将本发明的墨水喷头作为喷墨记录头应用的喷墨式记录装置的一实施例的立体图。
图2是表示本发明的一实施例的液体喷头的分解立体图。
图3是表示同上的液体喷头的剖面结构的剖视图。
图4是表示缩短喷嘴列方向的长度的第2墨水喷射单元、第3墨水喷射单元的分解立体图。
图5A是表示各墨水喷射单元的排列的俯视图；而B是表示有效喷嘴开口的配置状态的俯视图。
图6A是表示将单位单元安装到喷头保持架上的状态的俯视图；而B是表示相邻配合的喷嘴组的喷嘴开口的间距关系的俯视图。
图7是表示本发明的液体喷头的实施例2的各墨水喷射单元的排列的俯视图。
图8是表示将把图7所示的各墨水喷射单元安装到喷头保持架上来构成液体喷头的一实施例、作为喷嘴列的一种排列方式的俯视图。
图9是表示将把图7所示的各墨水喷射单元安装到喷头保持架上来构成的液体喷头的一实施例、作为喷嘴列的一种排列方式的俯视图。
图10是表示将由墨水喷射单元构成的单位单元的一实施例、作为喷嘴列的一种排列方式的俯视图。
图11是表示将图10的单位单元安装到多个喷头保持架上来构成的液体喷头的一实施例的俯视图。
图12是表示本发明的液体喷头的实施例4的将各墨水喷头单元安装到喷头保持架上的状态的俯视图。
图13A是图12的线12A-12A的剖视图；B是图12的线12B-12B的剖视图。
图14是以喷嘴开口的排列方式表示本发明的液体喷头的一实施例的图。
图15A、B是以喷嘴开口的排列方式分别表示构成本发明的液体喷头的单元的一实施例的图。
图16是以喷嘴开口的排列方式表示本发明的液体喷头的其他实施例的图。
图17A、B是表示分别由多个墨水喷射单元构成的现行的液体喷头的一例的俯视图。
图18是排列双层喷嘴列时的墨水喷头的分解立体图。
具体实施例方式
下面，对为本发明的液体喷头的一应用领域的喷墨记录装置进行说明。
在图1中，喷墨式记录装置50，在搭载有墨盒1的同时，还具有作为记录头2安装的本发明的液体喷头的滑架3。
上述滑架3，经同步皮带4而与步进马达5相连接，并在导柱6上引导为记录纸的记录介质7沿纸宽度方向(与本申请中的第2方向相一致，以下，也称为主扫描方向)往复移动。滑架3被形成为上部开放的箱型，也具有作为收容墨盒的保持架的功能，并以露出记录头2的喷嘴形成面的方式被安装在与记录介质7相对向的面(在该例中为下面)上。
记录头2，从墨盒1接受所供给的墨水，并通过向滑架3的主扫描方向的往复移动而使墨水滴喷出在记录介质7的上面，而在记录介质7上由点阵印刷图像或文字。
为了引导记录介质7移动，配置有沿记录头2的主扫描方向延伸的长条的引导部件8。与引导部件8的一端侧相邻接配置有清扫记录头2的喷嘴架17(如后述)的滑动刷装置9、和为了防止喷嘴开口部干燥或解除孔阻塞而供给负压的压盖装置10。另外，与引导部件8的另一端侧相邻接配置着具有收容从记录头2喷出的墨水滴的注入开口部12的注入盒11。
图2、图3是分别表示构成本发明的液体喷头的第1墨水喷射单元U1的一实施例的图，第1墨水喷射单元U1由喷头箱14、和由粘着剂等粘接在该喷头箱14的单元粘接面15上的流路单元16构成。流路单元16积层固定有喷嘴板17、流路形成板18、和以振动板的方式例示的封闭板19。
喷嘴板17由不锈钢板构成，多个喷嘴开口20，以与在液滴收容体上的液滴密度、在本实施例中以与应形成在被记录材料上的墨点密度大约相一致的密度、呈大致列状配置而形成喷嘴列21。流路形成板18，由作为素材板的单结晶硅板构成，并通过各向异性蚀刻而形成与喷嘴开口20相连通的压力发生室22和与大气相连通(未图示)的减震(damper)用凹部27。与墨水供给管26相连通并且以比压力发生室22大的容积形成的墨水贮备室23，通过开设在封闭板19上的墨水导入口25与各压力发生室22相连通。
封闭板19，层叠有树脂薄膜与不锈钢板，并在与各压力发生室22相对应的部分的背面形成有周围仅为树脂薄膜的不锈钢板的岛部19A。此外，符号19B表示仅为与墨水贮备室23大致相同形状的树脂薄膜的柔性部。
喷头箱14，是热固性树脂或热塑性树脂的射出成形品，并开设有向墨水贮备室23导入墨水的墨水供给管26。另外，在与流路形成板18的墨水贮备室23相对应的部分，形成有与墨水贮备室23的形状大致一致的形状的减震用凹部27。
29为固定压电振动件30的固定基板，31为收容由固定在上述固定基板29上的压电振动件30所形成的压电振动件单元35的收容室。压电振动件30，被固定在固定基板29上，在上述喷头箱14所设的收容室31中，以与压力发生室22相对应的状态插入压电振动件30和固定基板29，使固定基板29在收容室31内成为固定状态。
根据上述结构，纵振动模式的压电振动件30本身，对所施加的驱动信号有良好的动作响应性，另外，因为得到纵方向的驱动变位输出，所以与驱动信号相对应对压力发生室22的墨水加压，在确实的高可靠性的前提下实现从喷嘴列21喷出墨水滴。因为具有这样特征的压电振动件30使第1、第2、第3各墨水喷射单元发挥作用，所以从相连的喷嘴组38喷出墨水滴，无论在哪个喷嘴组38中均可实现很好地喷出。从而，在长条化的喷嘴组38的整个长度区域，即使产生喷出不均匀，也能够可靠达到没有实质损害的水准。
上述构成的第1墨水喷射单元U1，例如，如以下那样进行组装。即，首先在喷头箱14的单元粘接面15上，以不流入墨水供给管26或收容室31内地涂上粘着剂或粘贴由冲压等形成为规定形状的粘接片，并在其上放上予先由粘着剂等接合组装后的流路单元16。接着，加热到40～100℃左右的温度，再根据需要通过按压等手段将流路单元16与喷头箱14粘接。
另一方面，准备在固定基板29上固定压电振动件30的压电振动件单元35，并在上述压电振动件30的前端涂上粘接剂。接着，为了使流路单元16处在下侧而将上述喷头箱14反转，将上述压电振动件单元35收容在收容室31内并进行粘接固定，以这种状态，将压电振动件30的前端粘接固定在流路单元16的封闭板19上，最后通过把固定基板29固定在喷头箱14中而完成第1墨水喷射单元U1。
在第1墨水喷射单元U1中，通过将由驱动电路(未图示)产生的驱动信号经挠性电缆32输入给压电振动件30，而使压电振动件30沿长方向伸缩。通过该压电振动件30的伸缩，而使封闭板19的岛部19A振动来改变压力发生室22内的压力，从喷嘴开口20以液滴形式喷出压力发生室22内的墨水。
第1墨水喷射单元U1，以1个喷嘴列21按规定的间距喷出液滴，但如图18所示，即使将各个喷嘴开口的间距设为2倍，以位于这些喷嘴开口之间的方式配置第2喷嘴列，并将2列喷嘴列21形成在同一墨水喷射单元U1上也能起到同样的作用。
第1墨水喷射单元U1，经接头部件34等安装在喷头保持架33上。喷头保持架33的形状，为了赋予其各种功能而被形成为多个凹凸形状等，但基本上如各图所示，为板状的形状。在该喷头保持架33上安装有管状的墨水连接部36。墨水连接部36，发挥从墨水供给源(墨盒)导入墨水的功能，并在将墨盒1安装到喷头保持架33上时，成为墨水供给针(未图示)，处在凸伸到墨盒1内部的状态。
在墨水连接部36的下流侧配置过滤器37，拦截墨水中的杂质等、以便不流入墨水供给管26。
第1墨水喷射单元U1的组装顺序如上所述，但在组装时要正确地利用基准孔。17H是喷嘴板17的基准孔、18H是流路形成板18的基准孔、19H是封闭板19的基准孔、14H是喷头箱14的基准孔。基准孔17H、18H、19H，在依次积层固定喷嘴板17、流路形成板18、封闭板19而完成流路单元16时，用于插入定位销(未图示)进行定位。
另外，在将流路单元16接合在喷头箱14的单元粘接面15上时，也使处于与流路单元16相连通状态的基准孔17H、18H、19H和喷头箱14侧的基准孔14H相对准，使用定位销(未图示)实现两者的一体化。并且，在将第1墨水喷射单元U1固定在喷头保持架33上时，也可利用基准孔14H。此时，在使喷头箱14的基准孔14与喷头保持架33侧的基准孔或基准销(未图示)相对准并正常地设定多个第1墨水喷射单元U1或后述的第2及第3墨水喷射单元U2、U3相互间的位置关系时，也能够利用。
图4是与第1喷射单元U1共同构成本发明的液体喷头用的第2墨水喷射单元U2，其基本结构除了喷嘴列21方向(与本申请中的第1方向相一致，以下，也称为喷嘴列方向)的长度比第1墨水喷射单元U1短之外的结构、是均与第1墨水喷射单元U1相同的内部结构。另外，第3墨水喷射单元U3也是与第2墨水喷射单元U2相同的结构。
图5A、5B是表示使用第1墨水喷射单元U1、第2墨水喷射单元U2、第3墨水喷射单元U3构成的本发明的液体喷头的一实施例的俯视图，至少将2个第1墨水喷射单元U1以各喷嘴列21位于同一线上的方式进行配置，另外，第2墨水喷射单元U2处在2个单元U1之间所产生的喷嘴开口的不连续处L、且配置在沿主扫描方向错开的位置。
即，第2墨水喷射单元U2以与第1喷射单元U1的喷嘴的间距相同的方式进行配置。
据此，2个第1墨水喷射单元U1的喷嘴列21与第2墨水喷射单元U2的喷嘴列21，由于虽然在主扫描方向上第2墨水喷射单元U2的位置错开规定量，但作为整体在喷嘴列的方向相连续，故通过使第1墨水喷射单元U1与第2墨水喷射单元U2的墨水滴的喷射时间错开，可形成在同一线上连续喷出相同颜色墨水的“喷嘴组38”。而且，把构成这样的喷嘴组的第1墨水喷射单元U1与第2墨水喷射单元U2称为“单位单元39”。
为了延长喷嘴组38的整个长度至规定长度，以包含在上述单位单元39内的状态排列第3墨水喷射单元3。
即，图5A所示的第3墨水喷射单元U3，与配置在该图的上侧的第1墨水喷射单元U1的上端的喷嘴相连续，并和第1墨水喷射单元U1均与第2墨水喷射单元U2相同以在主扫描方向错开规定量的方式进行配置。总之，第2墨水喷射单元U2与第3墨水喷射单元U3的喷嘴列分别以位于同一线上的方式进行配置。
另外，第3墨水喷射单元U3的喷嘴列21，与第1墨水喷射单元U1的喷嘴列21连续并喷出相同颜色的墨水，据此，第1、第2、第3墨水喷射单元U1、U2、U3的各喷嘴列21形成一连串喷嘴组38。
如果放大观察功能上连续的喷嘴列21之间的端部的状态，则存在如图5B所示的情况。即，在喷嘴列21的端部附近的喷嘴开口20，即使存在喷嘴开口20或与其对应的压力发生室22，但在使用上考虑，为了使位于端部的喷出特性稳定，也将在图中用黑点所示的1～2个喷嘴开口20不用于喷出墨水滴，即不供给驱动信号。
从而，第1墨水喷射单元U1侧的喷嘴列21与第2墨水喷射单元U2侧的喷嘴列21，均取作喷嘴开口20的间距P份的间隔，但通过排除黑点图示的喷嘴开口20的、仅由有效喷出墨水滴的喷嘴开口20构成的喷嘴列，可构成避免各墨水喷射单元的端部的喷嘴开口20的喷墨的不稳定的喷嘴组38。
基于这样的考虑，作为其他的应用例，例如，也可适用在不使用2个第1墨水喷射单元U1的喷嘴列的1/4，并取而代之，延长第2墨水喷射单元U2来形成所希望长度的喷嘴组的情况。据此，使用喷射性能最稳定的第1墨水喷射单元U1，而相应地仅延长一些第2墨水喷射单元U2的长度，并且由仅以3个单元U1、U2形成所必需长度的喷嘴组。
从而，第1墨水喷射单元U1与第2墨水喷射单元U2的各喷嘴列21，成为一连串形成喷出相同颜色的一组喷嘴组38，外观上喷嘴列的长度呈长条化，能够在短时间内向规定区域喷出墨水滴。另外，第1墨水喷射单元U1是原来进行墨水滴喷出的墨水喷射单元，第2墨水喷射单元U2，是使两第1墨水喷射单元U1的喷嘴列21在功能上相连续的单元。从而，第1墨水喷射单元U1，充当墨水滴喷出性能最稳定的长度的所谓标准品，与此对应，第2墨水喷射单元U2，因为长度比第1墨水喷射单元U1短，所以没有要降低其本身的墨水滴喷出性能的因素，而是将第1及第2墨水喷射单元U1、U2作为整体，而得到稳定的墨水滴喷出性能的长条的喷嘴组38，以实现印刷时间的缩短。
图6A是相对向地配合图5A所示的单位单元39，沿喷嘴列21方向错开任一方的单位单元39而形成“对向单元40”的图。以这样的对向单元40的状态将2个对向单元40安装在喷头保持架33上。在各墨水喷射单元U1、U2、U3上，为了在图6A中容易理解，而在对向配合的单位单元39的一方划上剖面线，在另一方上划上斑点。
相对一方单位单元39的第1墨水喷射单元U1的喷嘴列21，另一方单位单元39的第2墨水喷射单元U2的喷嘴列21，被设为与其相接近的状态。因为两单位单元39的第2墨水喷射单元U2之间，处在沿装置主体50的主扫描方向上重复的状态，所以可使另一方单位单元39的第2墨水喷射单元U2的喷嘴列21接近于一方单位单元39的第1墨水喷射单元U1的喷嘴列21。
从而，可使两单位单元39的各第1墨水喷射单元U1的列相接近，能够缩短安装有多个墨水喷射单元U1、U2、U3的墨水喷头2的主扫描方向的尺寸(宽度尺寸)。具体地讲，若不象上述那样错开两单位单元39，则需要4列份的单元空间，但通过上述排列只用大致3列份的单元空间就可配置2列份的长条的喷嘴组。
因为配置多个上述单位单元39，所以减小了主扫描方向的空间，并且能够配置多个单位单元39，因此可得到小型的墨水喷头2，并通过长条化的喷嘴组38而喷射多种墨水，不但使印刷高速化，又可实现彩色化等印刷的多样化。
并且，因为在单位单元39中包含第3墨水喷射单元U3，并以加设在第1墨水喷射单元U1与第2墨水喷射单元U2中的状态形成喷嘴组38，所以可由第3墨水喷射单元U3适当地增补喷嘴组38的长度，来设定为规定的长度。
如图5A所示，因为第3墨水喷射单元U3包含实质上与第2墨水喷射单元U2同列配置的部分，所以在将包含有第3墨水喷射单元U3的单位单元39相对向设置时，可应用在第1喷射单元U1上沿主扫描方向、及喷嘴列方向错开配置第2墨水喷射单元U2的“错开配置”、来配置第3墨水喷射单元U3，因此即使是加设第3墨水喷射单元U3的情况，也可构成减小主扫描方向的宽度且减少死点空间的、高密度排列喷嘴列的墨水喷头2。
另外，如图6B所示，沿装置主体主扫描方向相邻配合的单位单元39的喷嘴列21，沿副扫描方向(喷嘴列的延长方向)观察，相对于一方的单位单元39的喷嘴列21的开口间距P，以错开开口间距P的1/2的方式配置另一方单位单元39的喷嘴列21的开口间距P。据此，若共同使用2个喷嘴列21喷出同一种墨水滴，则以各墨水喷射单元的喷嘴开口的排列间距P的1/2、即2倍的密度形成墨点。
在此，在减小开口间距P的喷嘴列21上，如上所述，根据所谓一半间距，对于记录介质7的每单位面积的墨水滴的喷出为极精细的状态。
另一方面，在开口间距P被设定得比较大的喷嘴列21上，如果如上所述，以一半间距，通过把该一半间距设定为解析度的整数倍，则可减少墨水喷头2的主扫描方向的往复动作的次数。这些优点，前者对确保精细的印刷质量有效，后者可将印刷速度提高至2倍、对绘图(draft)印刷有效。
图7、图8表示本发明的液体喷头的实施例2。
该实施例中，在由第1墨水喷射单元U1与第2墨水喷射单元U2构成的单位单元39中，进一步连接2个第3墨水喷射单元U3，以延长喷嘴组38的长度。
即，将一方的第3墨水喷射单元U3配设在实质与第2墨水喷射单元U2同列的位置，将另一方的第3墨水喷射单元U3配设在实质与第1墨水喷射单元同列的位置。从而，沿主扫描方向错开的第3墨水喷射单元U3具有使第1墨水喷射单元U1与同列的第3墨水喷射单元U3的各喷嘴列21沿副扫描方向连续的功能。
而且，2个第3墨水喷射单元U3与第2墨水喷射单元U2的喷嘴列方向的长度大致相同。
并且，图8所示的实施例，以点对称、即以垂直方向与水平方向为对象、使图7所示的单位单元39相对配合形成对向单元40，并沿主扫描方向平行配置2个该对向单元40而构成喷头。
配置在一方的单位单元39的端部的第3墨水喷射单元U3的喷嘴列21与配置在另一方的单位单元39的端部的第1墨水喷射单元U1的喷嘴列21，各喷嘴列21的端部在装置主体的主扫描方向上对齐配置在大致一直线上。即，通过第3墨水喷射单元U3的存在，而多个单位单元39之间的喷嘴组38的端部，在装置主体的主扫描方向上对齐排列在大致一直线上。
在如上述那样对齐喷嘴列21的端部时，如图5B所示，使有效喷嘴开口20按基准对齐。除此之外，与上述实施例相同，在同一部件上使用相同符号。
根据该结构，第3墨水喷射单元U3，以沿主扫描方向错开状态和与第1墨水喷射单元U1实质上同列的状态的2种方式延长喷嘴组38的副扫描方向的长度，通过适当选择前者的错开状态与后者的同列的状态，而可以高自由度延长喷嘴组。
另外，在该实施例中，由于共通使用第2及第3墨水喷射单元U2、U3，而可减少部件的种类和降低成本。
错开配置由第1、第2墨水喷射单元U1、U2形成的单位单元39，即使在喷嘴组38的端部产生错位，也可通过调整第3墨水喷射单元U3的配置方式来简单地修正该错位。
图9所示的实施例，虽然将第3墨水喷射单元U3设定得比图8的实施例略长一些，但根据该实施例，可有效地利用不存在第2墨水喷射单元U2的死点空间，也可实现喷嘴列的长条化。
图10是表示本发明的液体喷头的实施例3的喷嘴列的基本方式的图，各墨水喷射单元的排列方式，基本上与前述的图7及图8所示的相同，但将第2墨水喷射单元U2的喷嘴列21的方向(副扫描方向)的长度、选择为最长的第1墨水喷射单元U1与最短的第3墨水喷射单元U3的中间的长度，除此之外的结构与上述各实施例相同，并在同一部分上使用相同符号。
根据上述结构，通过设为中间的长度的第2墨水喷射单元U2及最短的第3墨水喷射单元U3的配置，即使在如图11所示在采用相向配置的方式的情况，也可将第2墨水喷射单元U2沿副扫描方向配置在同一线上，能够尽可能地减小主扫描方向的宽度、并且大幅度地延长喷嘴组38的整个长度，对印刷的高速化更为有效。除此之外，也可起到与上述各实施例同样的作用效果。
图12及图13是表示作为本发明的液体喷头的各墨水喷射单元的安装体的喷头保持架的一实施例的图，在长方形的喷头保持架33的周围，形成有定位用外周壁部件42，以外周壁部件42的内面为基准面，使多个第1墨水喷射单元U1接触并固定，以高精度定位第1墨水喷射单元U1的相互间的各喷嘴列21的相对位置。
另外，并不是仅以定位用外周壁部件42为定位基准，在收容各喷头保持架33的各墨水喷射单元U1、U2、U3的区域，最好一体地将定位用凸部43设置在喷头保持架33上。凸部43被形成为块状，并形成有限制各单元U1、U2、U3向与主扫描方向相垂直的方向(图中的上下方向为副扫描方向)的移动并规定副扫描方向的基准位置的基准面44、和限制主扫描方向的各单元U1、U2、U3的移动并规定主扫描方向的基准位置的基准面45。除此之外，均与上述各实施例相同，并在相同的部分上使用相同的符号。
根据上述结构，通过以外周壁部件42的内面、凸部43的基准面44、45为定位基准，将墨水喷射单元U1、U2、U3收容固定在喷头保持架33上，而可以高精度形成单位单元39以至喷嘴组38，能够从长条化的喷嘴组38以高精度位置喷出墨水滴。
另外，作为使单位单元39相对向的整个对向单元40、也得以稳定地喷出墨水滴。并且，如上所述，即使在错开相邻配合的单位单元39的喷嘴列21并使喷嘴开口20成为一半间距的情况，也能够确保精度高的间距P/2。
另外，各墨水喷射单元U1、U2、U3，通过在由定位用外周壁部件42与各定位用凸部43规定的区域内装填各墨水喷射单元U1、U2、U3的简单的作业，能以高精度安装各单元U1、U2、U3相互间及安装在喷头保持架33上而组装成喷头。
图14是以喷嘴开口的排列状态来表示将墨水喷头应用到记录头上的实施例的图，在该实施例中，基本上将2种墨水喷射单元U1、U2组合在一起来作为喷出黑色、绿色(cyaan)、红色(magenta)及黄色的墨水的彩色喷墨记录头。
各墨水喷射单元U1、U2，如图15A、B所示，宽度W、喷嘴开口列间的距离L、及喷嘴开口的间距P实质上相同，但喷嘴开口数n1、n2却各不相同，从而副扫描方向的印刷宽度H1、H2也不相同。
喷出黑色墨水的喷嘴开口列，以沿副扫描方向位于平行的同一线上的方式间隔开一定的间隔、即间隔开可由喷嘴开口数少的墨水喷射单元U2的喷嘴开口插补的间隔来配置2个喷嘴开口数多的墨水喷射单元U1，并以填补该间隔的方式沿主扫描方向错开一定距离地配置墨水喷射单元U2(此外，以下将形成黑色墨水的喷嘴开口列的单元称为墨水喷射单元B1～B3)。
喷出绿色墨水的喷嘴开口列，以位于与墨水喷射单元B2相同线上的方式沿其副扫描方向间隔开可由墨水喷射单元U1插补的距离来进行配置，并以填补该间隔的方式沿主扫描方向错开，即，与相邻接的墨水喷射单元的喷嘴开口、间隔开规定的间隔而配置单元U1(并且，以下将形成绿色墨水的喷嘴开口列的墨水喷射单元称为墨水喷射单元C1～C3)。
喷出红色墨水的喷嘴开口列，与上述的喷出黑色墨水的喷嘴列相同以沿副扫描方向位于平行的同一线上的方式间隔开一定的间隔、即间隔开可由喷嘴开口数少的墨水喷射单元U2的喷嘴开口插补的间隔来配置2个喷嘴开口数多的墨水喷射单元U1，并以填补该间隔的方式沿主扫描方向错开配置墨水喷射单元U2(并且，以下将形成红色墨水的喷嘴开口列的墨水喷射单元称为墨水喷射单元M1～M3)。
喷出黄色墨水的喷嘴开口列，与上述喷出绿色墨水的喷嘴列相同，以位于与墨水喷射单元M2相同线上的方式沿其上下方向间隔开可由墨水喷射单元U1插补的距离来进行配置，并以填补该间隔的方式沿主扫描方向错开配置墨水喷射单元U1(并且，以下将形成黄色墨水的喷嘴开口列的墨水喷射单元称为墨水喷射单元Y1～Y3)。
而且，在上下配置的墨水喷射单元U1的喷嘴开口中的、上端的2个及下端的2个，以不喷出墨水滴的方式被驱动，并以各自列的印刷区域的高度相同的方式被驱动。
根据该实施例，与上述的实施例相同，与单纯地交错配置多个相同尺寸的墨水喷射单元的情况相比较可减少死点空间。
在印刷时，若举例对黑色墨水的喷嘴开口列进行说明，则在墨水喷射单元B1、B3上输出它们承担的印刷数据并形成墨点，通过在经过移动墨水喷射单元B1、B3与墨水喷射单元B2的距离所需的时间后的时刻、输出墨水喷射单元B2承担的印刷数据，而能够在送纸方向延伸的同一线上形成这些墨水喷射单元B1～B3的墨点。
通过对于喷出其他墨水的喷嘴开口列同样的驱动，也能够在沿副扫描方向延伸的同一线上形成由各个墨水产生的墨点。
图16是表示本发明的液体喷头的其他的实施例的图，喷出黑色墨水及绿色墨水的喷嘴开口列，被形成为与上述的实施例相同，但红色、及黄色的喷嘴开口列的形成方式有些不同。
即，在该实施例中，相对记录头的中心线C-C对称地配置形成喷出黑色墨水及绿色墨水的喷嘴开口列的墨水喷射单元B1～B3及墨水喷射单元C1～C3。
根据该实施例，红色墨水、及黄色墨水的喷嘴开口列的驱动时间，与上述实施例有些不同，但若与主扫描方向的偏移量相对应调整墨水滴喷出的时间，则可将红色墨水、及黄色墨水的墨点形成在沿送纸方向延伸的同一线上，另外，死点空间与单纯交错地配置多个相同尺寸的墨水喷射单元的情况相比较可减少死点空间。
而且，在上述实施例中，对形成可喷出4种不同的墨水的喷嘴开口列的情况进行了说明，但通过对以黑色墨水的喷嘴开口列为代表的墨水喷射单元的组合形式、即以由喷嘴开口数少的墨水喷射单元U2进行插补的方式配置2个喷嘴开口数多的单元U1，并以填补该间隔的方式沿纸宽度方向错开配置墨水喷射单元U2的形式，和以绿色墨水的喷嘴开口列为代表的墨水喷射单元的组合形式、即以由喷嘴开口数多的墨水喷射单元U1进行插补的方式配置2个喷嘴开口数少的墨水喷射单元U2，并以填补该间隔的方式沿纸宽度方向(喷头的移动方向)错开配置墨水喷射单元U1的形式的数量实行增减，而能够构成可喷出适当的不相同种类的墨水的液体喷头。
上述实施例，对将液体喷头作为喷射墨水滴的记录头使用并适用在喷墨式记录装置上的情况进行了说明，但也可用来喷射胶水、指甲油、导电性液体(液体金属)等。例如，可适用于用于液晶显示器等的彩色滤光片的制造的色剂喷头、用于有机EL显示器、FED(面发光显示器)等电极形成的电极形成剂喷头等、用于仿生芯片(biochip)制造的生物喷头等喷出液体的液体喷头等上，只要是作为微少量的液滴涂布、喷射液体溶剂的所有用途的均可适用。
权利要求
1.一种液体喷头，其特征在于由各液体喷射单元包括由含有形成有列设置喷嘴开口的喷嘴列的喷嘴板、形成有与上述喷嘴开口相连通的压力发生室的流路形成板、及堵塞上述压力发生室的开口的封闭板的积层体形成的流路单元而构成的、多个液体喷射单元，和安装有上述液体喷射单元引导来自液体供给源的液体的喷头保持架，构成；上述多个液体喷射单元具有各个喷嘴列沿第1方向排列成为一列、且该各第1液体喷射单元在该第1方向上具有第1长度的至少2个第1液体喷射单元，和在上述第1方向上具有比上述第1长度短的第2长度的第2液体喷射单元；在上述相邻接的第1液体喷射单元之间所存在的喷嘴列的不连续处，以从上述第1液体喷射单元的排列沿第2方向错开的状态、配置上述第2液体喷射单元，并由上述多个第1液体喷射单元与至少1个上述第2液体喷射单元、以构成各喷嘴列喷射同种液体的喷嘴组的方式形成液体喷射单元的单位单元(single unit)。
2.如权利要求1所述的液体喷头，其特征在于以沿喷嘴列方向错开2个上述单位单元的状态、且双方的第2液体喷射单元沿与第1方向呈直角的方向重叠配置。
3.如权利要求1所述的液体喷头，其特征在于通过以沿第1方向错开的状态相对向配置至少2个上述单位单元来形成对向单元，并实质上同列地配置各单位单元的各个第2液体喷射单元。
4.如权利要求3所述的液体喷头，其特征在于配置有多个上述对向单元。
5.如权利要求1所述的液体喷头，其特征在于在上述单位单元中，包含有具有延长上述单位单元的喷嘴组的整个长度至规定长度的第3长度的第3液体喷射单元，由上述第1、第2、第3液体喷射单元的各喷嘴列构成上述喷嘴组。
6.如权利要求5所述的液体喷头，其特征在于至少1个上述第3液体喷射单元，与第2液体喷射单元实质上同列配置。
7.如权利要求6所述的液体喷头，其特征在于至少1个上述第3液体喷射单元，与第1液体喷射单元实质上同列配置。
8.如权利要求5所述的液体喷头，其特征在于上述第3液体喷射单元的上述第3长度与上述第2液体喷射单元的上述第2长度大致相同。
9.如权利要求6所述的液体喷头，其特征在于因上述第3液体喷射单元的存在，使多个单位单元之间的喷嘴组的端部、在上述第2方向上对齐于大致一直线上进行排列。
10.如权利要求2所述的液体喷头，其特征在于在上述第2方向看的相邻的单位单元的喷嘴列，相对于一方的单位单元的喷嘴列的开口间距、以错开的方式配置另一方的单位单元的喷嘴列的开口间距，并且上述错开量为上述开口间距的一半。
11.如权利要求1所述的液体喷头，其特征在于在上述喷头保持架上，设置有定位第1液体喷射单元、第2液体喷射单元、第3液体喷射单元中的至少1个的凸部。
12.如权利要求1所述的液体喷头，其特征在于在上述喷头保持架上，设置有定位第1液体喷射单元、第2液体喷射单元、第3液体喷射单元中的至少1个的外周壁部件。
13.如权利要求1所述的液体喷头，其特征在于上述流路单元与喷头箱相接合并构成上述多个液体喷射单元，使上述压力发生室内产生压力变动的压力发生元件为纵振动模式的压电振动件，该压电振动件被固定在固定基板上，在设于上述喷头箱中的收容室内，以与压力发生室相对应的状态插入压电振动件与固定基板，并使固定基板处于固定在收容室内的状态。
全文摘要
一种液体喷头，包括由喷嘴板(17)、流路形成板(18)、和封闭板(19)形成的流路单元(16)而构成液体喷射单元，把该单元安装在喷头保持架(33)上，沿喷嘴列(21)方向排列至少2个第1液体喷射单元(U1)，在上述2个单元(U1)之间的喷嘴列(21)的不连续处，从单元(U1)的排列沿主扫描方向错开配置喷嘴列(21)方向的长度比单元(U1)短的第2液体喷射单元(U2)，并由单元(U1)与单元(U2)、以构成各喷嘴列(21)喷射同种液体的长条的喷嘴组(38)的方式形成单位单元(39)。将该单位单元(39)组合，能够尽可能地缩小沿液体喷头的主扫描方向的尺寸。
文档编号B41J2/045GK1486847SQ0315530
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月26日 优先权日2002年8月26日
发明者碓井稔, 赤羽富士男, 士男 申请人:精工爱普生株式会社