专利名称：液体喷射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体喷射装置，具体而言，涉及用于施加液体的液体喷射装置，所述液体从安装在液体喷射头上的喷嘴板(nozzle plate)的喷嘴开口喷射。
背景技术：
传统上，当液体应用到诸如纸的记录介质的整个边缘部分(margin)之上时，液体在大于记录介质的尺寸的区域上喷射，因为记录介质和液体喷射头可以移动。因此，液体也喷射到围绕记录介质没有被设置的记录介质的两个侧边、上边和下边的区域。如果留下没有应用到记录介质的液体，液体喷射装置本身，记录介质的不需要的区域和用户的手可能被弄污。
此外，从液体喷射装置所喷射的各小液滴体积极小到几个pl或者微微升(pico-litre)，以提高记录的分辨率。由于这样的微滴的质量极小，当它们一在空气中喷出时由于环境的粘性阻力动能很快丧失。例如，当量小于8pl的小液滴在空气中传输大约3mm，速度变成几乎为0。同时，通过将记录介质和吸收材料之间的间距加上喷嘴板和记录介质之间的间隙所获得的距离是大约3-5mm。因此，没有应用到记录介质上的一部分小液滴在到达吸收材料之前丧失了动能。对于没有动能的小液滴，由于重力的加速和环境的粘性阻力的落下运动大约是成比例的，这样需要较长的时间来完成小液滴的落下。
此处，如果喷射速度增加以延长小液滴的传输距离，作用在小液滴上的空气中的粘性阻力进一步增加，这样尽管其意图，传输距离被缩短。此外，如果喷射速度增加，不利地，当在小液滴从喷嘴板释放时所产生被称为卫星墨的显著微小液滴很容易产生。
此外，称为冲洗(flushing)的操作周期地在液体喷射装置中执行。冲洗是在没有任何记录介质的液体喷射头被操作以及液体被喷射的操作。由此，在不常用的喷嘴中具有增加的粘性的液体被移除。但是，在冲洗中所喷射的液体只是消耗用于冲洗并不有助于记录所述记录介质。相应地，小的或者微细的小液滴喷射以减小液体的消耗。此外，由于需要用于冲洗的时间导致记录操作的生产量减小，当执行冲洗时，液体在较短的时间之内从所有的喷嘴中喷射。在这样的冲洗操作中，产生了大量的卫星墨。
在上述不同条件下所产生的大多数卫星墨围绕其中液体喷射头被移动的区域浮动并变成浮质(aerosols)。一部分浮质浮起到液体喷射装置之外并围绕液体喷射装置沉积。然后，大多数浮质沉积在液体喷射装置中的各部分上。此处，当沉积在记录介质的传输路径，诸如滚筒，上的浮质，经常传输的记录介质被污染。此外，当浮质被沉积在液体喷射装置的电路、线性标度(linear scale)或者不同的光学传感器上时，就可能导致装置本身的故障。此外，当用户接触浮质沉积在其上的部分时，用户的手被污染。这样，用于收集没有应用到记录介质上的液体的技术已经被提出，例如公开在日本专利申请出版物No.11-320891中。
此处，提出了一种机构，用于将传输到并到达滚筒而没有应用到记录介质上的液体引导到废液容器中，所述废液容器与液体喷射装置中的滚筒不同。在液体喷射装置中，通孔设置在滚筒中，以及滚筒中的液体通过所述通孔被引导到单独的废液容器。因此，防止大量的液体保留在滚筒中，以及由于小液滴的彼此碰撞所产生的任何空中的小液滴或者雾。
但是，由于施加到滚筒上的液体的量不是恒定的，出乎意料得是这需要时间来将液体释放到滚筒之外，这样液体有时保留在滚筒上。在此情况下，不可能防止产生雾。此外，如果滚筒上液体的释放被延迟，液体介质蒸发并且非挥发性成分保留在滚筒上。当非挥发性成分在滚筒上聚集时，与滚筒接触的记录介质被污染，以及流体通道的表面的不规则性在滚筒上产生。因此，废液流可能很容易被停止。
为了解决上述的问题，包括吸收装置的液体喷射装置在日本专利申请出版物No.2004-202867中提出。液体喷射装置包括由滚筒上的多孔材料所形成的吸收装置，用于接收液体，所述液体已经应用到记录介质上并吸收所述液体。吸收材料本身由于毛细作用而具有抽吸能力，这样所接收的液体被保持在其内而没有洒到外部。
此外，在日本专利申请出版物No.2004-202867中提出了另外的一种液体喷射装置。在所述液体喷射装置中，将是电极的金属部件被设置在吸收装置的表面上，以及电场形成在用于喷射液体的金属喷嘴板和电极之间。由于从喷嘴板所喷射的小液滴充以与喷嘴板相同的极(pole)，小液滴朝向电极传输而没有因为作用在电场和本身之间的库仑力而减小速度，以及然后被吸收在电极上。在电极上吸收的小液滴最后在吸收部件中吸收。
如上所述，由多孔材料所形成的吸收部件被使用在液体喷射装置中以吸收到达滚筒而没有施加到记录介质上的液体。此处，由于使用多孔材料的吸收材料具有由于本身的毛细作用而保持液体的功能，特定量的液体连续地保持在其中。但是，所保持的液体的挥发性成分围绕吸收部件的表面蒸发，这样非挥发性成分集中地与吸收部件的表面相邻聚集。因此，吸收部件被堵塞，这样容纳液体而没有产生任何雾的吸收部件所需功能可能丧失。此外，大多数聚集在吸收部件的表面上的非挥发性成分包括色素合成物。由此，接着所提供的记录介质可能被污染。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明的第一实施例提供了一种液体喷射装置。所述液体喷射装置包括液体喷射头，所述液体喷射头包括具有开口的喷嘴板，用于将液体排放到记录介质中；吸收部件，所述吸收部件比从喷嘴板所排放的液体的轨道上的记录介质设置得更远并具有用于吸收没有应用到记录介质上的液体的吸收表面；废液吸收部件，所述废液吸收部件的毛细作用高于吸收部件的毛细作用，并与连接表面上的吸收部件相接触，所述连接表面与吸收表面不同，用于抽吸在吸收部件中所吸收的液体；以及电势差产生装置，用于在吸收部件的吸收表面和连接表面之间产生电势差并将来自吸收表面的液体的溶质(solute)通过电泳吸引到连接表面。由此，在液体中散布有电荷的诸如染料和色素的溶质可以积极地朝向与吸收部件的内部中与废液吸收部件接触的部分移动。相应地，溶质没有围绕吸收部件的表面集中聚集，这样吸收部件的性能没有恶化。
在根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置中，电势差产生装置的一端连接到与围绕连接表面的吸收部件邻接的连接表面侧电极，用于定位连接表面。由此，吸收部件的定位和良好的电连接可以用简单的结构来实现。
在根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置中，电势差产生装置的另外一端连接到设置相邻于吸收表面的吸收表面侧电极。由此，吸收部件的表面的电势被清楚限定，这样溶质可以被有效地抽吸。
在根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置中，电势差产生装置的另外一端连接到设置相邻于吸收表面的后表面的吸收表面侧电极。由此另外一端的电极没有润湿带电荷液体，这样通过电极所形成的电场被防止恶化。
在根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置中，电势差产生装置的另外一端连接到吸收表面侧电极，所述吸收表面侧电极嵌入到吸收装置中。由此，另外一端的电极和吸收部件之间的接触被适当地维持。此外，彼此可以获得相互定位，这样可以实现稳定的性能。
此外，根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置，液体喷射装置具有外电势差产生装置，用于在喷嘴板和吸收部件之外的吸收部件的吸收表面之间产生电势差，并用于电学地将从喷嘴板所喷射的液体吸引到吸收表面。由此，在喷嘴板和吸收部件之外的吸收部件之间所产生的电场导致浮质被吸引到吸收部件。吸引到吸收部件的浮质在吸收部件中被吸收，并且然后，容纳在液体中的溶质由于吸收部件之内所产生的电场而被吸引到废液吸收部件中。相应地，在内部浮动的浮质减小，以及防止非挥发性溶质围绕吸收部件的表面集中聚集。
此外，在根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置中，喷嘴板具有传导性，以及外电势差产生装置的一端连接到喷嘴板。由此形成包括喷嘴板的一端的电场，这样可以有效地收集浮质。
此外，在根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置中，外电势差产生装置的另外一端连接到其与围绕连接表面与吸收部件相邻接的连接表面侧电极，用于定位连接表面。由此吸收部件可以在不增加部件的数目的情况下被确定地定位。此外，液体可以平稳地从吸收部件吸收到废液吸收部件。
此外，在根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置中，外电势差产生装置的另外一端连接到设置相邻于吸收表面的吸收表面侧电极。由此在喷嘴板和吸收表面之间产生电场，这样可以有效地收集浮质。
此外，在根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置中，外电势差产生装置的另外一端连接到设置相邻于吸收表面的后表面的吸收表面侧电极。由此，任何液体没有直接施加到吸收表面侧电极上，这样所需的性能可以维持较长的时间。
此外，在根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置中，电势差产生装置和外电势差产生装置分别包括单独的电势差产生电路。由此，吸收部件的表面的电势被适当地设置，这样所需的电场可以很容易产生。
此外，在根据本发明的另外的实施例的液体喷射装置中，电势差产生装置和外电势差产生装置包括单个电势差产生电路，以及切换电路，所述切换电路用于可选地切换其中电势差产生电路的输出耦合到(coupled to)吸收部件的吸收表面和连接表面的第一连接状态以及其中电势差产生装置的输出耦合到喷嘴板和吸收部件的第二连接状态。由此，一个电势差产生装置可切换地用于液体喷射装置中，这样部件的数目可以减小，成本可以减小，以及所述装置可以更简洁。
此处，说明书中所描述的技术术语“溶质”是除了主要容纳在用于液体喷射装置的液体中的介质之外的所有成分。此外，溶质包括溶解在介质中的液体物质以及以固体条件分散在介质中的物质。
此处，本发明的所有必要的特征并没有都在本发明的发明内容中列出。所述特征的子组合可以变成本发明。
图1是一种类型的液体喷射装置的整个喷墨记录装置11的透视图。
图2是喷墨记录装置11的内部机构12的透视图。
图3是可以在喷墨记录装置11中实施的收集机构13的示意图。
图4是可以在喷墨记录装置11中实施的另外的收集机构13的示意图。
图5是可以在喷墨记录装置11中实施的另外的收集机构13的示意图。
图6是可以在喷墨记录装置11中实施的另外的收集机构13的示意图。
图7是可以在喷墨记录装置11中实施的另外的收集机构13的示意图。
图8是实施例中所施加的电场和的浮质的数目之间的关系的视图。
图9是如图8中所示的视图中浮质的数目的对数视图。
图10是可以在喷墨记录装置11中实施的另外的收集机构13的示意图。
图11是可以在喷墨记录装置11中实施的另外的收集机构13的示意图。
具体实施例方式
此后，本发明将参照所引用的实施例进行说明。所述实施例不限于根据权利要求的本发明，并且所述实施例中所描述的特征的所有组合不必然对解决本发明的问题的装置是必要的。
图1是液体喷射装置的一个示例的整个喷墨记录装置11的透视图。如图1所示，喷墨记录装置11包括用作所述装置的主部件的下壳体20，用于与下壳体20协作形成壳体的上壳体22，连接到下壳体20的背侧的纸支撑件10和形成在下壳体20之前的释放盘30。此处，如图1所示，当用作盖的上壳体22打开时，水平地设置在下壳体20中的滚筒(platen)400和设置在滚筒400之上的滑架(carriage)200显现。
在上述的喷墨记录装置11中，在纸支撑件10中加载的记录介质300逐一供给到滚筒400上，然后这些通过释放单元(图中未示出)供给到释放盘30。滑架200在垂直于滚筒400之上的记录介质300的传输方向上往复。这样，记录介质300的传输和滑架200的往复顺序执行，这样记录介质300的整个顶部表面可以通过滑架200扫描。因此，图像可以记录或者打印在记录介质300的任何区域上。
图2是显示了喷墨记录装置11的内部机构12的透视图。如图2中所示，内部机构12通过框架100、一对侧表面部分110、111所包围。此处，内部机构12主要形成在通过大致垂直设置的框架100，以及一对彼此平行从框架100的两侧向前延伸的侧表面部分100和侧表面部分111所配置的区域之内。
滑架200通过在内部机构12中穿透滑架200的引导轴220所保持。引导轴220的两端通过侧表面110和侧表面111所支撑，以及引导表面220设置与框架100平行。相应地，滑架200可以沿着引导轴220水平地移动。
在滑架200之后，一对滑轮242和滑轮244，以及放置围绕滑轮242和滑轮244的齿轮皮带(timing belt)设置在框架100之前。滑轮244通过滑架电动机246可旋转地驱动。齿轮皮带230连接到滑架200的背侧。因此，滑架200可以根据滑架电动机246的操作往复。
墨盒250加载到滑架200中。记录头210设置在滑架200的底部表面上。记录头210包括具有用于喷射墨滴的开口的金属喷嘴板260。相应地，墨滴向下从滑架200向下喷射。
滑架200通过带状多芯电缆270连接到框架100之后的电路120。多芯电缆270根据滑架200的运动柔性地弯曲以不避免滑架200的往复。
滚筒400设置在滑架200通过其的区域之下。滚筒400从在滑架200之下通过的记录介质300之下支撑，并保持喷嘴板260和记录介质300之间的距离恒定。
凹部(concave portion)410形成在滚筒400的顶部表面上。吸收部件420容纳在凹部410中。吸收部件420接收从记录头210喷射到其中没有记录介质300的区域的墨。
此处，随着喷墨记录装置11的操作时间的经过，墨逐渐沉积到吸收材料420上。如果记录介质300与墨施加在其上的吸收部件420相接触，记录介质300被墨污染。为了防止这样的接触，凸起部分形成在滚筒400的顶部表面上，然后记录介质300从下面升起，并通过凸起部分保持。因此，大约3-5mm的间隙形成在喷嘴板260和吸收部件420之间。
包括滚筒400的吸收部件420的吸收能力受到限制，因为其材料以在表面上的吸收速度为重点进行选择。此处，更大的废液吸收部件600设置在滚筒400之下并与吸收部件420相连通。对于废液吸收部件600，其吸收能力是重要的，并且进一步通过毛细作用选择较高吸收的材料。因此，废液吸收部件600可以从吸收部件420吸收较大量的墨。
同时，传输辊310设置在滚筒400的背侧中。传输辊310通过设置在框架100的背侧中的传输电动机320所驱动。传输辊310与依从辊(complianceroller；图中未示出)协作以将记录介质300供给到滚筒400上。如上所述，滑架可以与记录介质300可以被传输的方向相垂直的方向上往复。因此，记录介质300的传输和滑架200的往复依次(in turn)执行同时作为滑架200的底部表面的记录头210间断操作，这样墨可以喷射到记录介质上的任何区域并施加到其上。
在内部机构12中，盖部件500相对滚筒400设置在侧表面110的侧面中。盖部件500可以上下移动。然后，盖部件500上升以当滑架200在靠近侧表面110的静止位置(home position)上停止时密封喷嘴板260的表面。盖部件500的内部连接到泵单元510。泵单元510可以吸入施加到喷嘴板260的表面上的墨。在泵单元510中抽吸的墨在废液吸收部件600中通过管(图中未示出)吸收。
此外，擦拭装置520设置在滚筒400和盖部件500之间。擦拭装置520擦拭喷嘴板260的底部表面以当从盖部件500释放的滑架200通过其上时对其清洁。
图3是用于解释实施例，以及用于在包括上述内部机构12的喷墨记录装置11中的吸收部件420之内形成电场的收集机构13的操作的附图。如图3中所示，吸收部件420容纳在滚筒400之内，用于在具有用于喷射墨的开口262的喷嘴板260之下支撑记录介质300。吸收部件420的顶部表面形成作为朝向喷嘴板260的吸收表面。此外，一部分吸收部件420插入到形成在滚筒400的底部的孔中，并向下延伸。围绕吸收部件420的底部端的区域被形成作为与废液吸收部件600的顶部表面相接触的连接表面。
吸收表面侧电极430设置在吸收部件420的顶部表面中。连接表面侧电极440设置在吸收部件420的底部端中。各吸收表面侧电极430和连接表面侧电极440分别设置与吸收部件420相接触。此处，连接表面侧电极440连接到电势差产生装置700的一端以有助于施加电势差，保持吸收部件420的底部端并将底部端设置到底部端在其上与废液吸收部件600邻接的位置上。同时，电势差产生装置700的另外一端电学地连接到吸收表面侧电极430。因此，依赖于电势差产生装置700的输出的电势差V在吸收表面侧电极430和连接表面侧电极440之间形成。电势差V导致在朝向喷嘴板260的吸收部件420的吸收表面和与废液吸收部件600相接触的连接表面之间形成电场E。
在包括如上所形成的收集机构13的喷墨记录装置100中，当任何记录介质300直接设置在喷嘴板260的开口262之下时，从喷嘴板260所喷射的小液滴268施加到记录介质300上。此处，当其打算将墨整个地施加到记录介质300的边缘上时，记录介质的两侧、顶端和底端可能没有直接设置在开口262之下。在这种情况下，从开口262所喷射的墨柱(ink column)264变成小液滴266。然后，小液滴266直接在吸收部件420中容纳和吸收。
液体中的溶质被离子化并具有特定于其成分的电荷。此处，在液体中具有电荷的物质通过电泳通过将电场施加到液体上而移动与其自身电荷相反的极。因此，当电场E通过吸收表面侧电极430和连接表面侧电极440所形成时，其可以被选择这样墨中的溶质的电荷的极与连接表面侧电极440的极相反，这样溶质朝向连接表面侧电极440移动。这样，通过电势差产生装置700所施加的电势差V的极性根据墨的溶质的成分适当地选择。因此，如在通过如图3中所示的吸收部件420中的黑点的分布所指示，墨中的溶质可以通过电泳移动到连接表面侧电极440。
在吸收部件420中的有效电泳在充分量的墨在吸收部件420中吸收的条件之下被表述，以及吸收表面侧电极430和连接表面侧电极440通过墨的溶剂(solvent)所耦合。同时，在喷墨记录装置11的操作的开始，只有小量的墨容纳在吸收部件420中。因此，可以产生任意的有效电泳。然后，当记录操作继续，以及吸收部件420容纳特定量的墨时，溶剂在大约几十秒之内连续地存在于吸收部件中。因此，溶质通过电泳移动到吸收部件420中，这样溶质被防止集中地聚集在吸收部件420的表面上。此外，当容纳在吸收部件420中的墨量进一步增加，以及溶剂延伸到连接表面侧电极440，利用电泳效应移动的溶质顺序地吸收在废液吸收部件600中。因此，没有任何溶质保留在吸收部件420中，这样防止了吸收部件420的性能由于溶质的累积而减小。
优选地，上述溶质收集紧随喷墨记录装置11的记录操作结束之后操作，这样实现良好的效果。因此，优选地，用于控制收集机构13的电势差产生装置700的定时器(图中未示出)被提供，以及收集机构13在喷墨记录装置11的记录操作结束之后在从几分钟到一个小时的特定周期的过程中连续地操作。由此，墨的溶质在紧随喷墨记录装置11的记录操作结束之后从吸收部件420移除，这样任何溶质成分没有聚集在吸收部件420中，即使记录操作在结束前述操作之后没有执行较长的时间。
这样，溶质被移动到连接表面侧电极440，这样，与吸收部件420相邻的溶质被减小。因此，非挥发性成分的溶质没有聚集在吸收部件420的表面上，即使墨中的挥发性成分蒸发。此外，在吸收部件420的底部端中，溶质与介质一起通过具有较强的吸收能力的废液吸收部件600吸收。因此，溶质也没有聚集在吸收部件420的底部端中。此处，浆(pulp)和压缩的化学纤维，或者通过混合聚合物吸收剂所获得的材料可以优选地作为废液吸收部件600。
图4是用于解释另外的实施例以及说明收集机构13的操作的视图。在图4中，与其它附图的每个相等同的部件用相同的参考数字标识，以及省略重复的说明。如图4中所示，电势差产生装置700的一端在收集机构13以及图3中连接到连接表面侧电极440。同时，连接到电势差产生装置700的另外一端的吸收表面侧电极431嵌入到滚筒400的凹部410中，即，吸收表面侧电极431嵌入到其自身的吸收部件420中。这是根据本实施例的结构的特征。
在本实施例中，参照图3，其它结构与所述实施例相同。根据这样的结构，电场E在大致吸收部件420的顶部表面和底部端之间由于通过电势差产生装置700所输出的电势差V而产生。因此，在吸收部件420中所吸收的墨的溶质可以移动到连接表面侧电极440，这样与吸收部件420相邻的溶质可以减小。
图5是解释另外的实施例以及收集机构13的操作的视图。在图5中，与其它视图中的每个等同的部件用相同的参考数字标识，以及重复的说明被省略。如图5中所示，电势差产生装置700的一端连接到收集结构13以及图4中的连接表面侧电极440。同时，连接到电势差产生装置700的另外一端的吸收表面侧电极432通过设置在滚筒400的凹部410的底部上的导体所形成。即是说，吸收表面侧电极432设置在朝向吸收部件420的喷嘴板260的平面的后表面上。
此处，吸收表面侧电极432大致覆盖滚筒400的凹部的底部整个之上，其形状与吸收表面侧电极432相同的吸收部件420容纳在其上。这样，吸收部件420的整个底部表面与吸收表面侧电极432相接触，这样吸收部件420和吸收表面侧电极432在较大的区域之上电连接。因此，即使有任何没有电连接到吸收部件420的结构中的部分，整个吸收部件420的电势大致与吸收表面侧电极432的相同。同时，在吸收部件420的一部分中，电阻效应与从吸收表面侧电极432的距离成比例增加。因此，基于电势差V的电场E形成在吸收部件420之下延伸的部分中。
如上所述，在本实施例中形成唯一电场E。但是，在吸收部件420的表面和吸收部件420的底部端之间产生电势差，以及电场E在其间以及在前述的实施例中形成。因此，在吸收部件420中所吸收的墨中的溶质可以移动到连接表面侧电极440，这样与吸收部件420相邻的溶质可以减小。
此处，在参照图3、4和5所描述的实施例中，相对用于喷墨记录装置11的墨具有耐腐蚀性的金属，诸如金、不锈钢或者镍，或者通过对这些进行电镀铜所获得的材料可以用作用于诸如各吸收表面侧电极430、431、432和440的材料。此外，通过在0.5mm-4mm的间距上并平行地安置由上述材料所形成的大约0.1mm-0.5mm的线性材料或者板材，或者将其以网状图案组合所形成的部件可以用作用于各吸收表面侧电极430、431、432和440的部件。此外，优选地，用作吸收侧表面侧电极430、431的部件包括具有尺寸足以通过进入的墨到吸收部件420的底部的通过区域。此外，诸如聚乙烯和聚亚安酯的泡沫树脂可以用作吸收部件420，例如，但是这也不限于那些材料。
图6是显示了可以收集围绕喷嘴板260漂浮的浮质以及喷墨记录装置11中的吸收部件420中的溶质的收集机构13的结构和功能的示意图。此处，与其它附图的每个相等同的部件用相同的参考数字标识，在图6中其重复说明被省略。
如图6中所示，吸收部件420容纳在收集机构13的滚筒400中的凹部部分410中。吸收部件420的顶部表面是用于容纳墨的吸收表面。此外，一部分吸收部件420插入到形成在滚筒400的底部的孔中并向下延伸，以及围绕向下延伸的部分的一部分与作为连接表面的废液吸收部件600的顶部表面相接触。
此外，连接表面侧电极440连接到吸收部件420的底部端。连接表面侧电极440连接到电势差产生装置700的另外一端以有助于施加电势差，并具有用于保持吸收部件420的底部端和定位其的物理功能。
此处，相对用于喷墨记录装置11的墨具有耐腐蚀性的金属，诸如金、不锈钢或者镍，或者通过对这些金属电镀铜所获得的材料可以用作用于诸如连接表面侧电极440的材料。
对于用于吸收部件420的材料，具有表面电阻小于108Ω的导电材料，可以使用诸如通过将诸如聚乙烯和聚亚安酯与诸如金属和碳进行混合并对所述混合物发泡(foaming)所获得的材料，以及将诸如金属和碳的导电材料施加到诸如聚乙烯和聚亚安酯的泡沫材料上、或者将泡沫树脂镀以导电材料所获得的材料。此外，通过将诸如聚乙烯和聚亚安酯的泡沫树脂注入电解溶液所获得的材料可以用作吸收材料420。
在用于收集如图6所示的卫星墨和溶液的收集机构13中，用于喷射墨的多个开口262被形成在喷嘴板260中。通常，从之下通过滚筒400所支撑的记录介质300被紧邻放置在喷嘴板260之下。相应地，从喷嘴板260所喷射的小液滴268施加到记录介质300上。
同时，当其打算将墨施加到记录介质300的整个边缘上时，记录介质的两侧、顶端和底端可能没有直接设置在开口262的一部分之下。在这种情况下，施加到通过从开口262喷射的液体266的动能由于粘性阻力而迅速地丧失，以及远在到达吸收部件420之前小液滴266的一部分的动能完全丧失。此外，由于小液滴266的质量非常小，由于重力加速向下的运动大致等于由于大气的粘性阻力，这样小液滴266的落下速度显著变慢。这样，产生浮质并在喷嘴板260之下浮动。
此处，在如图6所示的收集机构13中，电场E1被形成在喷嘴板260和吸收部件420之间，以及电场E2被形成在分别是吸收表面的吸收部件240的顶部表面以及是连接表面的吸收部件420的底部端之间。即是说，电势差产生装置700的一端连接到喷嘴板260，其另外一端分别连接到连接表面侧电极440，这样在其间产生电势差V。此外，由于根据吸收部件420的直流电阻值电压下降的缘故在吸收部件420的连接表面和吸收表面之间产生电势差。因此，电场E1在喷嘴板260和吸收部件420的吸收表面之间根据其间的电势差和距离产生。此外，电场E2也根据其间的电势差和距离产生在吸收部件420的吸收表面和连接表面之间。
当紧随其变成小液滴266之前时，从开口262喷射的墨变成将从喷嘴板260落下的墨柱264。此时，其在墨柱264的尖端A和围绕墨柱264的喷嘴板260的底部表面的区域B之间产生了所谓的发光导体效应。换言之，发光导体效应是通过其顶角为50度至60度的锥所包围的喷嘴板260的表面的区域B有助于对小液滴266充电，顶点是墨柱260的尖端A(如图中底端所示)。由于发光导体效应，小液滴266充电大于墨柱264的水平横截面的充电。
接着，墨柱264离开喷嘴板260并变成小液滴266。然后，小液滴266具有由于上述的发光导体效应所累积的电荷q。因此，具有电荷q的小液滴266通过来自电场E1的库仑力(qE1)获得动能，并没有减速地向下移动，以及可以到达吸收部件420。
此外，电场E2形成在吸收部件420之内。液体中的溶质具有对各成分唯一的电荷。具有电荷的成分产生电泳以朝向与电场中电荷的极相反的极移动。因此，如果其被选择这样连接表面侧电极440的极性与包含在吸收部件420中的墨的溶质的电荷相反，溶质可以被吸引到连接表面侧电极440。这样，墨中的溶质可以移动到显示为图6的吸收部件420中的黑点分布的如图所示的连接表面侧电极440。
此处，吸收部件420之内的有效电泳在充分量的墨在吸收部件420中吸收，并且用于形成电场E2的各电极通过墨的溶剂所耦合的条件下表述。同时，在开始操作喷墨记录装置11时，只有小量的墨被容纳在吸收部件420中。因此，有时在操作喷墨记录装置11的开始没有产生任何有效的电泳。然后，继续记录操作，以及吸收部件420逐渐容纳特定量的墨，这样溶剂连续地容纳在吸收部件420中。因此，溶质通过电泳移动到吸收部件420中，这样其防止溶质集中聚集在吸收部件420的表面上。此外，到达废液吸收部件600的溶质从吸收部件420顺序吸收。相应地，任何溶质没有保留在吸收部件420中，这样吸收部件420的性能被防止由于溶质的聚集而减小。
为了将溶质朝向其容量是有限的吸收部件420之内的连接表面侧电极440移动意味着与吸收部件420的吸收表面相邻的溶质被减小。相应地，即使挥发性成分从吸收部件420的吸收表面蒸发，作为墨的非挥发性成分的溶质没有与吸收表面相邻聚集。此外，溶质在吸收部件420的连接表面中通过具有较强吸附能力的废液吸收部件600与所述介质一起吸收。因此，没有任何溶质聚积在吸收部件420的底部端上。此处，浆、压缩的化学纤维，或者通过混合聚合物吸收剂所获得的材料可以优选地作为用于废液吸收部件600的材料。
图7显示了用于收集卫星墨和溶质的收集机构13的另外的实施例的示意图。此处，与图6相同的部件也用相同的参考数字标识，并且省略重复的说明。如图7中所示，有孔的(meshed)吸收侧电极430设置在吸收部件420的顶部表面上。本实施例的独特特征在于单独地设置了一对电势差产生装置。此处，用于产生电势差V1的外电势差产生装置710之一设置在喷嘴板260和吸收表面侧电极430之间。用于产生电势差V2的另外一个内电势差产生装置720设置在吸收部件420的吸收表面和连接表面之间。此处，“内”指的是内电势差产生装置720是用于在吸收部件420之内形成电场E2的电势差产生装置。
由于上述的结构，喷嘴板260和吸收表面侧电极430之间的电场E1，以及吸收表面侧电极430和连接表面侧电极440之间的电场E2可以分别适当地设置。相应地，浮质可以在吸收部件420中有效地吸收，以及吸收部件420中的溶质液可以分别有效地移动到连接表面。
此处，作为用于吸收表面侧电极430的材料，相对用于喷墨记录装置11的墨具有耐腐蚀性的金属，诸如金(aurum)、不锈钢(stainless)或者镍，或者通过对这些进行电镀铜所获得的材料可以被使用。此外，通过在0.5mm-4mm的间距上并平行地安置由上述材料所形成的大约0.1mm-0.5mm的线性材料或者板材，或者将其以网状图案组合所形成的部件可以用作用于吸收表面侧电极430的部件。此外，优选地，用作吸收表面侧电极430的部件并包括具有尺寸足以通过进入的墨到吸收部件420的底部的通过区域。此外，诸如聚乙烯和聚亚安酯的泡沫材料可以用作吸收部件420的材料，例如，但是这也不限于那些材料。
优选地，溶质收集操作紧随完成喷墨记录装置11的记录操作之后而执行，这样实现良好的效果。因此，优选地，在喷墨记录装置11的记录操作完成之后，用于控制连接到收集机构13的内电势差产生装置720的定时器(图中未示出)被提供以连续地操作收集机构13从几分钟到一个小时的特定的周期。因此，墨的溶质紧随喷墨记录装置11的记录操作完成之后从吸收部件420移除，这样即使在记录操作在完成前述操作之后没有执行较长的时间时任何溶质成分也没有聚积在吸收部件420中。
图8显示了所施加的电场和如图7中所示的实施例中的浮质的数目之间的关系的视图。即是说，当内电势差产生装置720的输出保持在恒定的状态时，具有不同强度的电场在喷嘴板260和吸收表面侧电极430之间产生并将其记录。然后，所得到的浮质的量被测量和画出。当执行测量时，小液滴的平均尺寸确定为7p1，在打印开始之后，具有A4尺寸的5层记录介质记录7分钟38秒。此外，在打印开始之后记录8分钟的浮质的总数除以8，所得到的值是每分钟浮质的数目。如图8中所示，与没有电场相比，当电场大于25Kv/m时，浮质的数目显著地减小。因此，可以理解浮质可以收集到满意的程度。
图9是显示了浮质的数目(垂直轴)和如图8中所示施加的电场(横轴)之间的关系的对数视图。如图9中所示，当所施加的电场设置在较高的水平上时，浮质的数目连续地减小，以及然后，减小的速率逐渐缓慢下来。此外，当所施加的电场大于250KV/m时，减小的速率是不均匀的。因此，可以理解所施加的电功率的利用率减小。
图10是显示了如图7中所示的实施例的修改的示意图。如图10中所示，收集机构13包括单个电势差产生装置700和用于在切换信号的控制下用于切换电势差产生装置700的目标(destination)的切换装置800。即是说，切换装置800可以在喷嘴板260和吸收表面侧电极430之间以及吸收表面侧电极430和连接表面侧电极440之间的任一可选地施加通过电势差产生装置700所产生的电势差V。对于在记录头210操作以及墨从喷嘴板260喷射时的周期以及紧随之后的周期，切换装置800通过切换信号移动到第一状态，这样电势差V在喷嘴板260和吸收表面侧电极430之间产生。此时，由于在喷嘴板260和吸收表面侧电极430之间产生电场E1，浮质被吸引到吸收部件420。
接着，当墨的喷射完成时，切换装置800通过切换信号移动到第二状态，这样电势差V在吸收表面侧电极430和连接表面侧电极440之间产生。此时，由于吸收表面侧电极430和连接表面侧电极440之间产生电场E2，容纳在墨中的溶质在吸收部件420中移动到连接表面，这样溶质在吸收表面上减小。
如上所述，浮质收集操作和浮质移动操作通过单个电势差产生装置700可切换地执行。因此，电势差产生装置的数目被减小，这样成本可以减小，以及可以节省用于操作喷墨记录装置11的电功率。
图11是显示了如图10中所示的用于收集卫星墨和溶质的收集机构13的修改的示意图。此处，与其它视图中相同的部件用相同的参考数字来标记，并且省略重复的说明。
如图11中所示，根据与滚筒400中设置在凹部410的底部上的导电板一起形成的吸收表面侧电极431与滚筒400中的吸收部件420相邻是根据本实施例的收集机构13的独特的特征。换言之，在本实施例中，吸收表面侧电极431设置在朝向吸收部件420的喷嘴板260的平面的后表面上。此处，优选地，用于吸收部件420的材料具有导电性。其它的结构与如图10所示的吸收表面侧电极431大致覆盖在滚筒400的凹部410的底部整个之上，以及其形状大致与吸收表面侧电极431相同的吸收部件420在本实施例中容纳在其上。这样，吸收部件420的整个底部表面与吸收表面侧电极431相接触，这样吸收部件420和吸收表面侧电极431在较大的区域之上电学连接。因此，即使在吸收部件420的结构中存在没有电学连接的任何部分，整个吸收部件420的电势大致与吸收表面侧电极431的相同。此外，由于吸收表面侧电极431设置在吸收部件420的后表面之上，任何墨没有直接施加在吸收表面侧电极431上，这样所需的性能可以保持较长的时间。
此处，对于用于吸收侧电极431的材料，相对用于喷墨记录装置11的墨具有耐腐蚀性的金属，诸如金、不锈钢或者镍可以被使用。此外，通过有这些原材料所形成的板材料的电极部件可以被使用。此外，通过组合这些材料所获得的线性材料、或者薄片材料或者有孔或者网格(latticed)部件可以被使用。此外，可以使用直接形成在滚筒400的凹部410中的导电涂层、电镀层、厚薄膜层和薄薄膜层。
对于记录头210操作以及墨从喷嘴板260喷射的周期以及紧随之后的周期，切换机构移动到第一状态，这样在本实施例中以及在前述的实施例中，电势差V在喷嘴板260和吸收表面侧电极430之间产生。此时，由于在喷嘴板260和吸收表面侧电极430之间产生电场E1，浮质被吸引到吸收部件420。
接着，当墨的喷射完成时，切换装置800移动到第二状态，这样电势差V在吸收表面侧电极430和连接表面侧电极440之间产生。此时，由于吸收表面侧电极430和连接表面侧电极440之间产生电场E2，容纳在墨中的溶质移动到吸收部件420中的连接表面，这样溶质在吸收表面上减小。
如上详细所述，喷墨记录装置11具有用于通过电泳将容纳在其吸收部件420中的溶质移动到废液吸收部件600的功能。因此，溶质没有聚集到吸收部件420的表面上，以及没有用于记录所述记录介质300的无用墨可以稳定地收集和设置。
此处，用于制造液晶显示器的滤光器的颜色喷射装置、用于制造有机EL显示器和FED(场发射显示器)的电极形成装置或者用于制造生物芯片的试样喷射头用作操作示例，所述操作示例可以用作本发明的实施例，但是不限于它们。
尽管本发明参照了所述实施例进行了说明，本发明的技术范围不限于上述所描述的实施例。很明显普通技术人员可以将不同的改变和改良增加到上述的实施例。从权利要求的范围很明显，这样的修改或者改良可以包括在本发明的技术范围之中。
权利要求
1.一种液体喷射装置，包括液体喷射头，所述液体喷射头具有包括开口的喷嘴板，用于将液体喷射到记录介质上；吸收部件，所述吸收部件比从喷嘴板所喷射的液体的轨道上的记录介质设置得更远并具有用于吸收没有施加到记录介质上的液体的吸收表面；废液吸收部件，所述废液吸收部件的毛细作用高于吸收材料的毛细作用，并在连接表面上与所述吸收部件相接触，所述连接表面与所述吸收表面不同，所述废液吸收部件用于吸入已经被吸收在吸收部件中的液体；以及电势差产生装置，用于在吸收部件的所述吸收表面和所述连接表面之间产生电势差并将来自所述吸收表面的液体的溶质通过电泳吸引到所述连接表面。
2.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中，所述电势差产生装置的一端连接到围绕所述连接表面邻接于所述吸收部件上的连接表面侧电极，用于定位所述连接表面。
3.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中，所述电势差产生装置的另外一端连接到设置成相邻于所述吸收表面的吸收表面侧电极。
4.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中，所述电势差产生装置的另外一端连接到设置成相邻于所述吸收表面的后表面的吸收表面侧电极。
5.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中，所述电势差产生装置的另外一端连接到吸收表面侧电极，所述吸收表面侧电极嵌入到吸收部件中。
6.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其中，还包括外电势差产生装置，其用于在所述喷嘴板和所述吸收部件的所述吸收表面之间产生电势差，并将从喷嘴板所喷射的液体电吸引到所述吸收表面。
7.根据权利要求6所述的液体喷射装置，其中，所述喷嘴板具有传导性，以及外电势差产生装置的一端连接到所述喷嘴板。
8.根据权利要求6所述的液体喷射装置，其中，所述外电势差产生装置的另外一端连接到围绕吸收表面邻接于所述吸收部件上的连接表面侧电极，以定位所述连接表面。
9.根据权利要求6所述的液体喷射装置，其中，所述外电势差产生装置的另外一端连接到设置成相邻于所述吸收表面的吸收表面侧电极。
10.根据权利要求6所述的液体喷射装置，其中，所述外电势差产生装置的另外一端连接到设置成相邻于所述吸收表面的后表面的吸收表面侧电极。
11.根据权利要求6所述的液体喷射装置，其中，所述电势差产生装置和所述外电势差产生装置分别包括单独的电势差产生电路。
12.根据权利要求6所述的液体喷射装置，其中，所述电势差产生装置和所述外电势差产生装置还包括单个电势差产生电路；以及切换装置，所述切换装置用于可选地在第一连接状态和第二连接状态之间切换，其中在第一连接状态，其中电势差产生电路的输出耦合到所述吸收部件的吸收表面和连接表面；在第二连接状态，其中电势差产生电路的输出耦合到所述喷嘴板和所述吸收部件。
全文摘要
一种液体喷射装置，包括喷射头(210)，所述喷射头包括具有开口的喷嘴板，用于将液体喷射到记录物件(300)上；吸收部件(420)，所述吸收部件(420)比从喷嘴板(260)所喷射的液体的轨道上的记录介质(300)设置的更远，用于吸收没有施加到记录介质(300)上的液体；废液吸收部件(600)，所述废液吸收部件(600)的毛细作用高于吸收材料(420)的毛细作用，并与连接表面上的吸收部件(420)相接触，所述连接表面与吸收表面不同，用于抽吸在吸收部件(420)中所吸收的液体；以及电势差产生装置(700)，用于在吸收部件(420)的吸收表面和连接表面之间产生电势差并将来自吸收表面的液体的溶质通过电泳吸引到连接表面。由此，非挥发性溶质被防止围绕吸收部件的表面聚集。
文档编号B41J2/17GK1824512SQ20061000940
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月21日 优先权日2005年2月21日
发明者远藤恒延 申请人:精工爱普生株式会社