液体喷射头和液体喷射装置的制作方法

文档序号:11700674阅读:335来源:国知局
液体喷射头和液体喷射装置的制作方法

液体喷射装置(诸如喷墨打印机)不仅用于家用打印,而且用于商业打印(诸如商业用途打印和零售照片打印),以及用于包括电子电路图和平板显示器制造的工业打印应用。对于液体喷射装置,特别是在商业用途打印领域,强烈需要高速打印能力。正在致力于实现商业上可行的行型液体喷射头,该行型液体喷射头的宽度大于将与该头一起使用的记录介质的宽度并且因此具有比以往更多数量的液体喷射端口,以实现更高速度的打印。



背景技术:

作为用于实现具有更宽宽度的液体喷射头的技术,已经提出了通过在液体喷射头的纵向方向上布置多个记录元件板而形成的液体喷射头,其中,该多个记录元件板中的每个记录元件板具有多个喷射端口。

日本专利no.4,495,762的说明书公开了一种在液体喷射头的纵向方向上将多个记录元件板布置成列的技术。日本专利no.4,824,795的说明书描述了一种制备多个喷射模块的技术,每个喷射模块具有记录元件板和支撑该记录元件板的支撑部件,并且在喷射模块单独可拆卸的状态下将多个喷射模块安装到支撑板上。通过这种技术,如果喷射模块中的特定一个喷射模块陷入故障,则可以仅更换故障的模块。

当喷射模块通过使用在日本专利no.4,495,762的说明书中描述的技术或在日本专利no.4,824,795的说明书中描述的技术而在单独可拆卸的状态下布置成列时,任何两个相邻定位的记录元件板之间的最小距离由支撑部件的加工精度的水平和安装位置对准精度的水平限制,这是因为这些精度水平较低。该问题可能导致任何两个相邻定位的记录元件板之间的距离不能够令人满意地减小的情况。

当不能令人满意地缩短使任何两个相邻定位的记录元件板分离的距离时,如在扫描方向上观察的,布置在相邻区域中的两个记录元件板上的喷射端口列的位移的宽度可能非常大,并且如在纵向方向上观察的,使布置在两个记录元件板上的喷射端口列分离的间隙可能变得难以忍受地大。则结果,通过使用具有这种缺点的液体喷射头所获得的记录图像可能呈现出在与记录元件板的相邻区域相对应的区域中的记录图像上的不均匀性。



技术实现要素:

因此,鉴于上述现有技术的问题,本发明的目的在于提供一种液体喷射头和液体喷射装置,其中任何两个相邻定位的记录元件板之间的距离可以比以往的小。

根据本发明,提供了一种液体喷射头,包括:第一记录元件板和第二记录元件板,所述第一记录元件板和所述第二记录元件板具有用于产生能量的记录元件,所述能量将被用于液体的喷射;第一支撑部件和第二支撑部件,所述第一支撑部件和所述第二支撑部件用于分别支撑所述第一记录元件板和所述第二记录元件板;以及流动通道形成部件,所述流动通道形成部件上承载并排布置的所述第一支撑部件和所述第二支撑部件,其中,所述第一记录元件板的定位在所述第二记录板那侧的边缘从所述第一支撑部件的定位在所述第二支撑部件那侧的边缘朝向所述第二记录元件板突出。

从下面参照附图对示例性实施例的描述中,本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是本发明的使用示例1的液体喷射装置的示意图,其示意性地示出了液体喷射装置的构造。

图2是本发明的使用示例1中的第一循环路径的示意图。

图3是本发明的使用示例1中的第二循环路径的示意图。

图4a和4b是本发明的使用示例1的液体喷射头的示意性立体图,其示意性地示出了该液体喷射头的构造。

图5是本发明的使用示例1的液体喷射头的示意性分解立体图。

图6a、6b、6c、6d、6e和6f是本发明的使用示例1中的流动通道形成部件的表面视图。

图7是本发明的使用示例1的流动通道形成部件的示意性放大立体透视图,其示出了内部的流动通道。

图8是沿图7中的线8-8截取的示意性横截面图。

图9a和9b是本发明的使用示例1中的喷射模块的示意图。

图10a、10b和10c是本发明的使用示例1中的记录元件板的示意性平面图。

图11是以沿着图10a中的线11-11截取横截面示出的记录元件板和盖部件的示意性立体图。

图12是本发明的使用示例1的两个记录元件板的相邻区域的示意性放大平面图。

图13a和13b是本发明的使用示例2的液体喷射头的示意性立体图,其示意性地示出了该液体喷射头的构造。

图14是本发明的使用示例2的液体喷射头的示意性分解立体图。

图15a、15b、15c、15d和15e是本发明的使用示例2中的流动通道形成部件的表面视图。

图16是本发明的使用示例2的记录元件板和流动通道形成部件的示意性立体透视图,其从流过记录元件板和流动通道形成部件的液体的视角示出了记录元件板与流动通道形成部件的连接关系。

图17是沿图16中的线17-17截取的示意性横截面图。

图18a和18b是本发明的使用示例2中的喷射模块的示意图。

图19a、19b和19c是本发明的使用示例2中的记录元件板的示意性平面图。

图20是本发明的使用示例2的液体喷射装置的示意性立体图,其示意性地示出了该液体喷射装置的构造。

图21a和21b是根据本发明第一实施例的液体喷射头的示意性立体图,其示意性地示出了该液体喷射头的构造。

图22a、22b、22c和22d是根据本发明第一实施例的液体喷射头的示意性俯视图。

图23a和23b是根据本发明第一实施例的液体喷射头的喷射端口列中的一些列的位置位移的示意图。

图24是根据本发明的第一实施例的两个相邻定位的记录元件板的相邻区域的示意性横截面侧视图。

图25a、25b、25c和25d是根据本发明第一实施例的液体喷射头的一些优点的示意图。

图26a和26b是根据本发明第二实施例的液体喷射头的示意性立体图,其示意性地示出了该液体喷射头的构造。

图27a和27b是根据本发明第二实施例的并排布置的记录元件板中的一些记录元件板的示意图。

图28是示出根据本发明的第二实施例的液体喷射头的制造步骤的流程图。

具体实施方式

现在,将通过本发明的使用示例和实施例并通过参考附图更详细地描述本发明。然而,应注意,以下给出的描述决不限制本发明的范围。下面描述的实施例的液体喷射头通过使用热型记录元件来实现,所述热型记录元件是被设计为产生气泡以喷射液体的发热元件,但是压电型或一些其他液体喷射型记录元件可以替代性地用于本发明的目的。根据本发明的用于喷射液体(诸如墨)的液体喷射头和包括这种液体喷射头的液体喷射装置可以在打印机、复印机、具有远程通信系统的传真机以及具有打印机部的文字处理机的领域中得到应用。另外,液体喷射头和包括这种液体喷射头的液体喷射装置还可以在通过将根据本发明的液体喷射装置与各种处理设备中的任何一个复合地组合而形成的工业记录设备的领域中得到应用。例如,液体喷射头和包括这种液体喷射头的液体喷射装置可以在生产生物芯片领域、电子电路印刷领域、半导体基板生产领域等中得到应用。

尽管在下面将描述的每个使用示例中采用本发明的实施方式,在该实施方式中,使得诸如墨的液体在储存容器与液体喷射头之间循环,但是可以替代性地采用本发明的任何其他实现方式。在实现本发明的不同实施方式中,例如,液体喷射头可以设置有两个储存容器,并且该两个储存容器中的一个储存容器设置在上游侧,而另一个储存容器设置在液体喷射头的下游侧,并且使得液体从上游侧的容器向下游侧的容器流动,以便在不导致流体循环的状态下使液体喷射头的压力室中的液体流动。

在下面将描述的每个使用示例中,采用具有下述长度的所谓的行型(页宽型)液体喷射头,所述长度对应于将与液体喷射头一起使用的记录介质的宽度。然而,可以替代性地采用所谓的串型液体喷射头,所述串型液体喷射头设计成在其正在扫描将用于记录操作的记录介质的同时执行记录操作。示例性的串型液体喷射头通常但非限制性地安装有记录元件板,该记录元件板包括用于黑色墨的记录元件板和用于各种颜色墨的记录元件板。替代性地,串型液体喷射头可以包括多个记录元件板,该多个记录元件板被布置成使得多个记录元件板的喷射端口列在所述喷射端口列的方向上部分地重叠,并且所述串型液体喷射头的宽度大于将与液体喷射头一起使用的记录介质的宽度。

(使用示例1)

(喷墨记录设备的说明)

图1是使用示例1的液体喷射装置的示意图,其示意性地示出了可以通过应用本发明实现的液体喷射装置的构造。图1所示的液体喷射装置是喷墨记录设备1000(以下也简称为记录设备)。记录设备1000包括用于传送记录介质2的传送部1和相对于记录介质2被传送的方向基本上正交地布置的行型液体喷射头3,并且记录设备1000被设计为在连续地或者间歇地传送记录介质2的同时以单程连续地执行记录操作的单程记录设备。记录介质2可以是卷筒纸的形式或者是纸张的形式。液体喷射头3可以通过使用cmyk墨(青色墨、品红色墨、黄色墨和黑色墨)作为液体来执行全色打印。如下文将描述的,液体喷射头3流体连接到液体供给器件,该液体供给器件是如下文将描述的用于用液体供给喷射头的供给通道、主容器和缓冲容器(参见图2)。液体喷射头3额外地电连接到电控制部,该电控制部向液体喷射头3传递电力和逻辑信号。下面将描述液体喷射头3中的液体流动路径和电信号传递路径。

(第一循环路径的说明)

现在,将在下文中说明应用于本使用示例中的记录设备的用于循环液体的循环路径。图2是用于循环液体的第一循环路径的示意图,其示出了可应用于本使用示例的记录设备的循环路径的实施方式。参照图2,液体喷射头3流体连接至第一循环泵(高压侧)1001、第一循环泵(低压侧)1002和缓冲容器1003。虽然为了简化的目的在图2中仅示出了品红色、青色、黄色和黑色墨中的一种墨流过的路径,在现实中,在液体喷射头3和记录设备1000主体中布置有用于四种颜色的墨的总共四组循环路径。

设置成作为副容器操作的缓冲容器1003连接到主容器1006。缓冲容器1003具有用于在容器的内部与大气之间建立连通的空气连通端口(未示出),以将缓冲容器中的墨中的气泡排出到外部。缓冲容器1003额外地连接至补给泵1005。当液体喷射头3中的液体由于从液体喷射头3的喷射端口喷射或排出液体的操作而被消耗时,补给泵1005操作以将墨从主容器1006转移到缓冲容器1003,以补偿墨的消耗量。喷射和排出液体的操作通常包括记录操作和抽吸恢复操作。

作为液体输送器件的两个第一循环泵1001、1002具有从液体喷射头3的液体连接部111抽吸液体并使液体向下流动到缓冲容器1003的功能。第一循环泵优选为能够定量地进给液体的正排量泵。更具体地,可以优选地被选择用于第一循环泵的泵包括管式泵、齿轮泵、隔膜泵和注射泵。例如,所述泵可以是具有恒定流量阀和减压阀的类型,所述恒定流量阀和减压阀是公知的并且布置在泵出口处以确保恒定的流量。当液体喷射头3被驱动以操作时,使得液体通过第一循环泵(高压侧)1001和第一循环泵(低压侧)1002分别以恒定流量流过共用供给通道211和共用回收通道212。液体流量优选地被选择为处于下述流量水平之上,其中,在所述流量水平之下,液体喷射头3中的记录元件板10之间的温度差不利地影响由喷墨记录设备所记录的图像的质量。然而,如果选择过大的流量,则在液体喷射头3的流动通道中的压力损失的影响下,记录元件板10之间的负压差变得过大而导致记录的图像上的密度不均匀的问题。因此,优选地通过考虑记录元件板10之间的温度差和负压差二者来选择流量。

负压控制单元230布置在第二循环泵1004与液体喷射单元300之间。负压控制单元230操作使得当循环路径中的流量由于记录负荷(duty)差异而波动时,负压控制单元230将在负压控制单元230的下游侧处的压力限制在以预选的和期望的压力水平为中心的预定范围内。负压控制单元230的下游侧是定位为比负压控制单元230更靠近液体喷射单元300的一侧。负压控制单元230具有两个压力调节器,其中,彼此不同的各自的控制压力被预选和预设。只要所述两个压力调节器中的每个压力调节器能够控制其下游侧处的压力以将压力的任何波动限制在以预选的和期望的压力水平为中心的预定范围内,所述两个压力调节器不受任何特别的限制。所谓的“减压调节器”可以被用于压力调节器。当减压调节器被用于压力调节器时,如图2所示,优选地通过第二循环泵1004和通过液体供给单元220来向负压控制单元230的上游侧施加压力。这种布置可以提高在记录设备1000中布设缓冲容器1003的自由度,这是因为该布置可以抑制缓冲容器1003的水头压力(headpressure)对液体喷射头3的影响。第二循环泵1004仅需要表现出不低于在液体喷射头3被驱动以操作时所观察到的循环墨的流量范围内的预定压力水平的水头压力。例如,涡轮泵或正排量泵可以用于第二循环泵1004。更具体地,隔膜泵可以被选择用于第二循环泵1004。替代性地,第二循环泵1004可以由水集管容器代替,该水集管容器被布置为表现出相对于负压控制单元230的预定水头差。

关于两个压力调节器,预选相对较高的输出压力的压力调节器和预选相对较低的输出压力的压力调节器通过液体供给单元220的内部分别连接到液体喷射单元300中的共用供给通道211和共用回收通道212。在图2中,具有相对高的预选输出压力的压力调节器由h表示,而具有相对低的预选输出压力的压力调节器由l表示。共用供给通道211、共用回收通道212、与相应的记录元件板连通的各单独的供给通道213以及也与各个记录元件板连通的各单独的回收通道214被布置在液体喷射单元300中。各单独的供给通道213和各单独的回收通道214分别与共用供给通道211和共用回收通道212连通。由于这种布置,流过共用供给通道211的液体的一部分然后通过记录元件板10内部的内部流动通道而从共用供给通道211流动到共用回收通道212(如通过图2中的箭头所表示的)。这是因为具有相对高的预选输出压力的压力调节器h连接到共用供给通道211,并且具有相对低的预选输出压力的压力调节器l连接到共用回收通道212,因而导致两个共用通道(共用供给通道211与共用回收通道212)之间的压力差。

如上所述,在液体喷射单元300中,液体流过共用供给通道211和共用回收通道212二者,从而在一部分液体流过的相应的记录元件板10中产生流动路径。因此,结果,记录元件板10中产生的热量可以通过流过共用供给通道211和共用回收通道212的所述一部分液体而排出到记录元件板10的外部。额外地,通过上述布置,当液体喷射头3被驱动以用于记录操作时,使得液体流过处于不运行的喷射端口和压力室,从而抑制可能在这些位置发生的墨粘度的任何可能的升高。另外,能够将粘度增加的液体和包含在液体中的异物(如果有的话)排出到共用回收通道212。因此,这种布置允许本使用示例的液体喷射头3以高的速度记录高品质的图像。

(第二循环路径的说明)

图3是本发明的使用示例1中的第二循环路径的示意图,该第二循环路径与上述的第一循环路径不同,但是也可以应用于根据本发明的记录设备。第二循环路径与第一循环路径的不同之处主要在于,负压控制单元230的两个压力调节器都控制负压控制单元230的上游侧处的压力。换句话说,两个压力调节器都操作以将负压控制单元230的上游侧处的压力限制在以预选的和期望的压力水平为中心的预定范围内(正如所谓的“背压调节器”的操作)。第二循环路径与第一循环路径的不同之处还在于,第二循环泵1004操作为用于降低负压控制单元230的下游侧处的压力的负压源。第二循环路径与第一循环路径的不同之处额外地在于,第一循环泵(高压侧)1001和第一循环泵(低压侧)1002两者都布置在液体喷射头的上游侧处,并且负压控制单元230布置在液体喷射头的下游侧处。

在第二循环路径处,负压控制单元230操作为即使当循环路径中的流量由于记录负荷差异而波动时,也将在负压控制单元230自身的上游侧处产生的压力波动限制在以预选的和期望的压力水平为中心的预定范围内。负压控制单元230的上游侧是相比于到负压控制单元230到液体喷射单元300更近的一侧。如图3可见,负压控制单元230的下游侧处的压力优选通过第二循环泵1004以及通过液体供给单元220减小。这种布置可以提高布设记录设备1000中的缓冲容器1003的自由度,这是因为该布置可以抑制缓冲容器1003的水头压力对液体喷射头3的影响。第二循环泵1004可以由水集管容器代替,该水集管容器被布置为表现出相对于负压控制单元230的预定水头差。

如图3所示,正如第一循环路径的情况那样,负压控制单元230具有两个压力调节器,其中彼此不同的相应控制压力被预选和预设。关于两个压力调节器,具有相对高的预选输出压力的压力调节器(h)和具有相对低的预选输出压力的压力调节器(l)通过液体供给单元220的内部分别连接到液体喷射单元300中的共用供给通道211和共用回收通道212。由于设置两个负压调节器,共用供给通道211中的压力相对于共用回收通道212中的压力更高。因此,流过共用供给通道211的液体的一部分然后通过各单独的供给通道213、记录元件板10内部的流动通道以及各单独的回收通道214(如图3中的箭头所示)从共用供给通道211流动到共用回收通道212。如上所述,第二循环路径可以如第一循环路径那样在液体喷射单元300中产生液体流,并且额外地提供如下所述的与第一循环路径的优点不同的优点。

第一个优点在于,由于在第二循环路径的情况下,负压控制单元230布置在液体喷射头3的下游侧处,因此由负压控制单元230产生的灰尘和其他异物几乎不能够流动到液体喷射头中。第二个优点在于,在第二循环路径的情况下,将液体从缓冲容器1003供给到液体喷射头3所必需的流量的最大值小于在第一循环路径的情况下的可比较流量。将在下面描述上述优点的原因。

当液体喷射单元300处于记录待机状态并且因此液体喷射单元300不喷射任何液体时,需要使液体在共用供给通道211中以及还在共用回收通道212中流动,以减小液体喷射单元300中的记录元件板10之间的温度差。这里假设将液体喷射头3中的记录元件板10之间的温度差限制在期望的温度范围内所必需的在共用供给通道211中流动的液体的流量和在共用回收通道212中流动的液体的流量之和的最小值或最小循环流量为a。另外,假设在液体喷射单元300从该液体喷射单元300的所有喷射端口喷射墨的全喷射状态下的喷射流量为f。则,在第一循环路径的情况下(在图2的情况下),第一循环泵(高压侧)1001的预选流量和第一循环泵(低压侧)1002的预选流量等于最小循环流量a。因此,在全喷射状态下,将液体供给到液体喷射头3所必需的液体供给流量等于a+f。因此,在第一循环通道处的所必需的供给流量的最大值等于a+f。

另一方面,在第二循环路径的情况下(在图3的情况下),在记录待机状态中将液体供给到液体喷射头3所必需的液体供给流量等于a,并且在全喷射状态下将液体供给到液体喷射头3所必需的液体供给流量等于f。因此,第一循环泵(高压侧)1001的预选流量和第一循环泵(低压侧)1002的预选流量之和等于a或f,该和大于a或f中的另一个。因此,在第二循环路径处的所必需的供给流量的最大值等于a或f,该值大于a或f中的另一个。

因此,当比较具有相同构造但是其中一个采用第一循环路径而另一个采用第二循环路径的两个液体喷射头3时,使用第二循环路径的液体喷射头3的所必需供给流量的最大值(a或f)不可避免地小于使用第一循环路径的所必需供给流量的最大值(a+f)。因此,第二循环路径处的可适用循环泵的选择自由度高于第一循环路径处的可比较值。换句话说,可以使用具有简单构造的低成本循环泵和/或可以减小待安装在主体侧路径处的冷却器(未示出)的负载,以提供降低记录设备主体的成本的优点。该优点在a值或f值相对较大的行型液体喷射头中特别显著,并且在具有较大纵向长度的行型液体喷射头中更加特别显著。

然而,另一方面,存在使用第一循环路径比使用第二循环路径更有利的情况。例如,当采用第二循环路径时,在记录待机状态中,在液体喷射单元300中流动的液体的流量变得最大,因此,待记录的图像的记录负荷越低,施加到喷射端口的负压越高。因此,特别是当减小共用供给通道211和共用回收通道212的通道宽度(通道的在与液体流动的方向正交的方向上的横向长度)以减小液体喷射头的宽度(液体喷射头在横向方向上的长度)时,在记录低记录负荷的图像(其中,图像的不均匀性趋于变得显著)时,高的负压被施加到喷射端口。则,所谓的卫星液滴的影响可能变得相当大。另一方面,当采用第一循环路径时,仅在记录高记录负荷的图像时向喷射端口施加高的负压,使得如果产生卫星液滴,则卫星液滴几乎不对眼睛可见。则,第一循环路径提供卫星液滴对记录图像的不利影响最小的优点。

因此,可以根据液体喷射头的规格和记录设备主体的规格(包括喷射流量f的规定值、最小循环流量a的规定值和液体喷射头中的规定通道阻力值)来选择第一循环路径和第二循环路径中的优选的一个。

(液体喷射头的构造的说明)

现在将在下文中描述使用示例1的液体喷射头3的构造。图4a和4b是该使用示例的液体喷射头3的示意性立体图。液体喷射头3是通过线性布置总共十五(15)个记录元件板10(成行)而形成的行型液体喷射头,记录元件板10中的每个记录元件板能够喷射品红色、青色、黄色和黑色四种颜色的墨。如图4a所示,液体喷射头3包括记录元件板10、柔性配线板40、信号输入端子91和电源端子92,信号输入端子91和电源端子92通过电气配线板90电连接到记录元件板10和柔性配线板40。信号输入端子91和电源端子92电连接到记录设备1000的控制单元(未示出),并且分别向记录元件板10提供喷射液体所必需的逻辑信号和电力。可以通过电气配线板90中的电路实现密集的配线,以相对于记录元件板10的数量减少信号输入端子91的数量和电源端子92的数量。则结果,能够使在安装液体喷射头3时以及更换液体喷射头3时需要被拆卸和被重建的电连接的数量最小化。如图4b所示,定位在液体喷射头3的相对边缘处的液体连接部111连接到记录设备1000的液体供给系统。通过这种布置,品红色、青色、黄色和黑色四种颜色的墨被从记录设备1000的供给系统供给到液体喷射头3,并且已经通过液体喷射头3的内部的墨被回收并被带回到记录设备1000的供给系统。以此方式,四种颜色的墨中的每种可以通过记录设备1000中的相应的墨路径以及液体喷射头3中的相应的墨路径来循环。

图5是使用示例1的液体喷射头3的分解立体示意图,其示出了液体喷射头3的部件和单元。在图5中,液体喷射单元300、液体供给单元220以及电气配线板90装配至机壳80。液体供给单元220设置有各自的液体连接部111(参见图2和图3),并且用于各个颜色的墨的过滤器221(参见图2和图3)布置在液体供给单元220的内部并且与液体连接部111处的对应的开口保持连通,以便移除通过液体供给单元220供给的液体中所包含的异物。两个液体供给单元220中的每个液体供给单元设置有用于两种不同颜色的两个过滤器221。在液体通过相应的过滤器221之后,液体然后被进给到布置在液体供给单元220上的负压控制单元230,以对应于相应的颜色。负压控制单元230是具有用于四种不同颜色的压力调节阀的单元,负压控制单元230被设计为通过布置在单元内部的阀和弹簧部件显著地衰减在记录设备1000的供给系统(布置在液体喷射头3的上游侧处的供给系统)中的压力损失的变化,该压力损失的变化可能由于液体流量的波动而发生。由于这种布置,压力控制单元中的每个压力控制单元的下游侧处(在液体喷射单元300的那侧处)的负压的变化可以被限制在一定范围内,以使得负压稳定。四种颜色的负压控制单元230中的每个负压控制单元包含用于负压控制单元230自身的颜色的两个压力调节阀,并且参照图2,在如上所述的两个压力调节阀中分别设置不同的控制压力。在两个压力调节阀中,高压侧的一个压力调节阀通过液体供给单元220与液体喷射单元300中的共用供给通道211连通,并且低压侧的一个压力调节阀通过液体供给单元220与液体喷射单元300中的共用回收通道212连通。

机壳80包括液体喷射单元支撑件81和电气配线板支撑件82。因此,机壳80支撑液体喷射单元300和电气配线板90并且确保液体喷射头3的刚性。电气配线板支撑件82是用于支撑电气配线板90的部件,该部件通过螺钉刚性地保持到液体喷射单元支撑件81。液体喷射单元支撑件81起到校正液体喷射单元300可能出现的翘曲和变形的作用,并且确保多个记录元件板10的相对位置精度,从而抑制否则可能出现在由记录设备记录的图像上的条纹和不均匀。因此,液体喷射单元支撑件81优选地表现出令人满意的刚性水平。可以优选用于液体喷射单元支撑件81的材料包括诸如sus(不锈钢)和铝的金属材料以及诸如氧化铝的陶瓷材料。液体喷射单元支撑件81设置有用于接收橡胶接头100的开口83和84。从液体供给单元220供给的液体通过橡胶接头100引导到液体喷射单元300所包括的第三流动通道形成部件70。

液体喷射单元300包括多个液体喷射模块200和流动通道形成部件210,并且盖部件130被装配到液体喷射单元300的面向记录介质的表面。如图5所示,盖部件130是具有看起来像相框的表面和细长的长方形开口131的部件,属于相应的喷射模块200的记录元件板10和密封部件110(参见图9a和9b)通过该开口131暴露于外部。围绕开口131的框架操作作为接触表面,该接触表面在记录待机状态下接触用于覆盖液体喷射头3的帽盖部件。因此,粘合剂、密封材料和填充材料优选地沿着开口131的周边施加到液体喷射单元300,以使起伏平坦化并且填充液体喷射单元300的喷射表面上的间隙,以便当液体喷射头由盖部件130盖住时在液体喷射头3中产生封闭的空间。

现在将在下文描述液体喷射单元300的流动通道形成部件210的构造。如图5所示,流动通道形成部件210通过将第一流动通道形成部件50、第二流动通道形成部件60和第三流动通道形成部件70按上述次序一个在另一个之上地顺次放置而形成。流动通道形成部件210将从液体供给单元220供给的液体分配到各单独的喷射模块200,并将从喷射模块200流回的液体返回到液体供给单元220。流动通道形成部件210通过螺钉刚性地保持到液体喷射单元支撑件81,以抑制流动通道形成部件210否则可能出现的翘曲和变形。

图6a至图6f是示出了第一流动通道形成部件至第三流动通道形成部件的前表面和后表面的视图。更具体地,图6a示出了第一流动通道形成部件50的安装有喷射模块200的表面,图6f示出了第三流动通道形成部件70的与液体喷射单元支撑件81保持接触的表面。第一流道形成部件50和第二流道形成部件60接合到一起,从而使得图6b和6c中所示的接触表面相对于彼此面对面地定位,而第二流动通道形成部件和第三流动通道形成部件接合到一起,使得图6d和6e中所示的接触表面相对于彼此面对面地定位。在第二流动通道形成部件60和第三流动通道形成部件70接合到一起时,通过形成于第二流动通道形成部件60上的共用通道形成槽62和形成于第三流动通道形成部件70上的共用通道形成槽71而产生在流动通道形成部件的纵向方向上延伸的总共八(8)个共用通道。则结果,对在流动通道形成部件210(参照图7)的内部的品红色、青色、黄色和黑色四种颜色中的每个颜色形成一组共用供给通道211和共用回收通道212。第三流动通道形成部件70的连通端口72与橡胶接头100的相应的孔保持连通,从而流体连接至液体供给单元220。多个连通端口61形成在第二流动通道形成部件60的共用通道形成槽62的底表面处,使得连通端口61中的每个连通端口与第一流动通道形成部件50的各单独的通道形成槽52中的对应的一个通道形成槽的相对边缘中的一个边缘连通。连通端口51形成在第一流动通道形成部件50的各单独的通道形成槽52中的每个通道形成槽的另一边缘处,从而使得各单独的通道形成槽52通过连通端口51与多个喷射模块200流体连通。各单独的通道形成槽52允许流动通道集中地布置在流动通道形成部件的中心处和中心附近。

第一至第三流动通道形成部件50、60、70优选通过使用相对于液体具有抗腐蚀性并且还具有低的线膨胀系数的材料形成。对于第一至第三流动通道形成部件50、60和70,优选采用通过使用例如氧化铝、lcp(液晶聚合物)、pps(聚苯硫醚)或psf(聚砜)作为基材并添加无机填充材料而制造的复合材料。为此目的,可以使用的无机填料材料包括微粒和二氧化硅纤维。流动通道形成部件210可以通过将三个流动通道形成部件一个在另一个之上地顺次放置并且将三个流动通道形成部件经由粘接剂接合而形成,或者在对于流动通道形成部件选择复合材料的情况下,通过将流动通道形成部件经由焊接接合而形成。

现在,将在下文通过参照图7描述流动通道形成部件210中的流动通道的连接关系。图7是示出了从第一流动通道形成部件50的安装有喷射模块200的表面观察的、通过将第一至第三流动通道形成部件接合而形成的流动通道形成部件210中的流动通道的一部分的示意性放大立体透视图。在液体喷射头3的纵向方向上延伸的用于品红色、青色、黄色和黑色四种颜色的共用供给通道211(211a,211b,211c,211d)和共用回收通道212(212a,212b,212c,212d)布置在流动通道形成部件210上。由各单独的通道形成槽52形成的多个单独的供给通道213(213a,213b,213c,213d)通过连通端口61分别连接到四种颜色的共用供给通道211。类似地,由各单独的通道形成槽52形成的多个各单独的回收通道214(214a,214b,214c,214d)通过连通端口61分别连接到四种颜色的共用回收通道212。由于这样的通道配置,可以使得液体通过各单独的供给通道213从共用供给通道211集中地流动到布置在流动通道形成部件的中心部分处的记录元件板10。额外地,液体可以通过各单独的回收通道214从记录元件板10回收到共用回收通道212。

图8是沿图7中的线8-8截取的示意性横截面图。如图8所示,各单独的回收通道214a和214c分别通过连通端口51保持与喷射模块200连通。虽然在图8中仅示出了各单独的回收通道214a和214c,如图7所看到的,一些其他横截面视图将示出各单独的供给通道213与喷射模块200分别保持彼此连通。在每个喷射模块200中所包含的支撑部件30和记录元件板10中形成有流动通道,以将液体从第一流动通道形成部件50供给到布置在记录元件板10上的记录元件15(参见图10b)。类似地,在每个喷射模块200中所包含的支撑部件30和记录元件板10中形成有通道,以将供给到记录元件15的液体的一部分或全部向下回收(回流)到第一流动通道形成部件50。注意,对于四种颜色中的每种颜色,共用供给通道211通过液体供给单元220连接到负压控制单元230(高压侧),并且共用回收通道212通过液体供给单元220连接到负压控制单元230(低压侧)。负压控制单元230被设计为产生共用供给通道211与共用回收通道212之间的压力差。因此,在本使用示例的流动通道以图7和图8所示的方式连接的液体喷射头3中,对于四种颜色中的每种颜色都建立流过下述路径的液体流,所述路径通过顺序地连接共用供给通道211、各单独的供给通道213、记录元件板10、各单独的回收通道214和共用回收通道212形成。

(喷射模块的说明)

图9a是喷射模块200中的一个喷射模块的示意性立体图,图9b是喷射模块200的分解立体图。为了制备喷射模块200,首先,记录元件板10和柔性配线板40被接合到具有预先形成的液体连通端口31的支撑部件30。然后,通过引线接合将记录元件板10上的端子16分别电接合到柔性配线板40上的端子41,并且随后通过密封部件110覆盖并密封引线接合部(电连接部)。布置在柔性配线板40的与定位成与记录元件板10面对面的那侧相反的一侧处的端子42电连接到电气配线板90的对应一个连接端子93(参见图5)。支撑部件30作为用于支撑记录元件板10的部件,并且还作为用于使记录元件板10和流动通道形成部件210彼此流体连通的流动通道形成部件。因此,支撑部件30优选地被制备为表现出高度的平坦度,并且还制备为能够高度可靠地接合到记录元件板。可以用于形成支撑部件30的优选材料的示例包括氧化铝和树脂材料。

(记录元件板的结构的说明)

现在,将在下面描述该使用示例中的记录元件板10的构造。图10a是记录元件板10的形成喷射端口13的表面的示意性平面图。图10b是记录元件板10的由圆圈包围并且由图10a中的10b表示的部分的放大视图。图10c是记录元件板10的与图10a所示的表面相对的表面的平面图。如图10a和10b所示,喷射端口形成为四排,以与记录元件板10的喷射端口形成部件12上的四种颜色的墨相对应。在下面的描述中,喷射端口列延伸的方向将称为“喷射端口列方向”,其中,每列具有多个喷射端口13。

如图10b所示,记录元件15也在与相应的喷射端口13对应的位置处布置在记录元件板10上。记录元件15是产生使液体通过热能起泡所必需的热量的发热元件。然而,为了本发明的目的,记录元件15可以不必是发热元件。换句话说,根据本发明的记录元件可以选自能够产生将被用于喷射液体的能量的各种元件,例如压电元件。通过分隔壁22产生内部包含有相应的记录元件15的压力室23。记录元件15通过布置在记录元件板10上的电线(未示出)电连接到图10a所示的端子16。记录元件15根据通过电气配线板90(参见图5)和柔性配线板40(参见图9b)从记录设备1000的控制电路输入到记录元件15的脉冲信号产生热量以使记录元件15中的液体沸腾,并在由于沸腾产生的气泡的力的作用下从记录元件15的喷射端口13喷射液体。如图10b所示,液体供给通道18沿着喷射端口列的每列的相对侧中的一侧延伸,并且液体回收通道19沿着该喷射端口列的另一侧延伸。液体供给通道18和液体回收通道19是布置在记录元件板10上的通道并且沿着喷射端口列的延伸方向延伸,并且液体供给通道18和液体回收通道19中的每一者分别通过相关的供给端口17a或回收端口17b保持与相关的喷射端口13连通。供给端口17a用于将液体供给到压力室23,而回收端口17b用于从压力室23回收液体。迫使压力室23中的液体通过其相应的供给端口17a和相应的回收端口17b循环到外部和从外部循环。

如下文将描述的,如图10c所示和图11所示,片状盖部件20布设在记录元件板10的与形成有喷射端口13的表面相对的背面上。如下文将更详细地描述的,盖部件20设置有与液体供给通道18和液体回收通道19连通的多个开口21。在该使用示例的情况下,对于每个液体供给通道18,三个开口21设置在盖部件20上,而对于每个液体回收通道19,两个开口21设置在盖部件20上。图10b所示的盖部件20的开口21中的每个开口保持与图6a所示的多个连通端口51连通。如图11所示,盖部件20还作为形成在记录元件板10的基板11中的液体供给通道18的壁的一部分以及液体回收通道19的壁的一部分。盖部件20优选令人满意地相对于液体抗腐蚀,并且从防止不同颜色的液体不希望混合的角度,需要在开口21的形状和位置方面表现出高的精确度。因此,盖部件20优选由感光性树脂材料制成或者由硅板制成,并且通过光刻工艺来产生开口21。从上面的描述可以看出,盖部件20通过盖部件20的开口21改变流动通道的节距,因此从压力损失的角度,期望盖部件20具有较小的厚度。因此,盖部件20优选形成为薄膜状部件。

现在,将在下文描述液体如何在每个记录元件板10中流动。图11是沿着图10a中的线11-11截取的记录元件板10和盖部件的以截面示出的示意性立体图。记录元件板10通过布设喷射端口形成部件12而形成,该喷射端口形成部件12由si制成的基板11上的感光性树脂材料制成。盖部件20接合到基板11的背面。记录元件15形成在基板11的前表面上(参见图10b),并且沿着喷射端口列延伸的、用于形成液体供给通道18和液体回收通道19的槽形成在相对表面或背面上。由基板11和盖部件20形成的液体供给通道18和液体回收通道19分别连接到流动通道形成部件210中的共用供给通道211和共用回收通道212,并且在液体供给通道18与液体回收通道19之间产生压力差。在液体喷射头3通过从液体喷射头3的一些喷射端口13喷射液体而被驱动操作以进行记录的同时,在不喷射液体的喷射端口处,在喷射端口列中的每列喷射端口的液体供给通道18中的一些液体通过供给端口17a、压力室23和回收端口17b流动到相应的液体回收通道19。因此,不喷射液体的喷射端口13中以及相关压力室23中的通过蒸发而粘度升高的液体或墨,以及包含在液体中的气泡和异物可以通过流动被回收到液体回收通道19(由图11中的箭头c表示)。液体流也可以抑制保持在这些喷射端口19和这些压力室23中的液体或墨的粘度的增加。然后,回收到液体回收通道19的液体通过盖部件20的开口21和支撑部件30的液体连通端口31(参照图9b)顺序地回收到流动通道形成部件210中的连通端口51、各单独的回收通道214和共用回收流动通道212。然后,液体被最终回收到记录设备1000的供给路径。

换句话说,从记录设备1000主体供给到液体喷射头3的液体流动从而以如下所述的方式供给和回收。液体首先从液体供给单元220的液体连接部111流入到液体喷射头3的内部。然后,液体顺序地被进给到橡胶接头100、形成在第三流动通道形成部件中的连通端口72和共用通道形成槽71、形成在第二流动通道形成部件22中的共用通道形成槽62和连通端口61、以及形成在第一流动通道形成部件中的各单独的通道形成槽52和连通端口51。此后,液体通过形成在支撑部件30中的液体连通端口31、形成在盖部件中的开口21以及形成在基板11中的供给端口17a和液体供给通道18顺序地供给到压力室23。在供给到压力室23的液体中,不从喷射端口13喷射的液体的部分顺序地流过形成在基板11中的回收端口17b和液体回收通道19、形成在盖部件中的开口21以及形成在支撑部件30中的液体连通端口31。另外,液体的所述部分顺序地流过形成在第一流动通道形成部件中的连通端口51和各单独的通道形成槽52、形成在第二流动通道形成部件中的连通端口61和共用通道形成槽62、形成在第三流动通道形成部件70中的共用通道形成槽71和连通端口72、以及橡胶接头100。之后,液体的所述部分从设置在液体供给单元中的液体连接部111流出到液体喷射头3的外部。在图2所示的第一循环路径的情况下,从液体连接部111流入到第一循环路径的液体在通过负压控制单元230之后被进给到橡胶接头100。在图3所示的第二循环路径的情况下,从压力室23回收的液体在通过橡胶接头100之后通过负压控制单元230从液体连接部111流出到液体喷射头的外部。

另外,如图2和图3所示,从液体喷射单元300的连通供给通道211的相对边缘中的一个边缘流入的所有液体不一定通过各单独的供给通道213供给到压力室23。换句话说,液体的一部分可以通过连通供给通道211的另一个边缘流入液体供给单元220,而不流入到各单独的供给通道213中。如在该使用示例的情况下,由于提供了流动通道,液体流过该流动通道而不通过任何记录元件板10,因此即使记录元件板10被制成为具有表现出对于流动液体的大的阻力的精细通道,也可以抑制循环液体的任何回流。因此,因为可以抑制在喷射端口13和压力室23处以及喷射端口13和压力室23附近处的液体粘度的任何增加,该使用示例的液体喷射头3可以抑制不均匀喷射和不喷射的现象,并且因此可以记录高质量的图像。

(记录元件板之间的位置关系的说明)

图12是本发明的使用示例1的两个相邻定位的喷射模块的记录元件板10的相邻区域的示意性放大平面图。在该使用示例中采用图10a至10c所示的基本上平行四边形的记录元件板10。如图12所示,记录元件板10中的每个记录元件板的喷射端口列14a至14d被布置为使得喷射端口列14a至14d相对于记录介质被传送的方向倾斜一定角度。作为这种布置的结果,在记录介质被传送的方向上观察,记录元件板10的每列喷射端口13的喷射端口中的至少一个喷射端口与喷射端口的相邻区域中的相邻布置的记录元件板10的喷射端口中的一个喷射端口重叠。在图12中,两个喷射端口在每条线d上彼此重叠。通过这种布置,即使当记录元件板10中的一个记录元件板从记录元件板10的适当位置在一定程度上移位时,重叠的喷射端口可以被驱动从而以被控制的方式操作并且补偿位移,从而使黑色条纹和空白区域闪烁现象(如果有的话)最不明显。多个记录元件板10可以不以z字形方式布置而是线性地(成直线地)布置。即使通过后一种布置(线性布置),由于如上通过参考图12所述的效果,当在记录介质传送方向上观察时,可以最小化记录元件板连接区域中的黑色条纹和空白区域闪烁现象,同时抑制液体喷射头3的长度的任何增加。尽管该使用示例的记录元件板10在平面图中是平行四边形的,但是本发明决不限于使用平行四边形记录元件板,并且本发明的原理有利地可适用于例如对于根据本发明的液体喷射头采用矩形、梯形或一些其它形状的记录元件板10的情况。

(使用示例2)

现在,将在下文描述本发明的使用示例2的记录设备1000的构造和液体喷射头3的构造。注意,下面将主要针对使用示例1与本示例之间的区别来描述使用示例2,并且可以省略该示例的构造的与使用示例1的构造相似的部分说明。

(喷墨记录设备的说明)

图20是本发明的使用示例2的喷墨记录设备的示意性立体图,其示意性地示出了该喷墨记录设备的构造。使用示例2的记录设备1000与使用示例1的记录设备的不同之处在于,为了通过使用记录介质2的全色记录操作的目的,设计为用于与品红色、青色、黄色和黑色的墨相对应的单色记录的总共四(4)个液体喷射头3并列布置。虽然在使用示例1中,对于每一种颜色仅仅单列喷射端口可用,但在使用示例2中,对于每种颜色总共二十(20)列喷射端口可用(图19a)。由于输入到记录设备的记录数据可以适当地分配给多个喷射端口列,这种布置允许执行非常高速的记录操作。另外,如果在一些列的喷射端口中存在已经变得不再能够喷射液体的喷射端口,则在记录介质传送方向上观察的相对于不再能够喷射液体的上述喷射端口定位在对应的位置处的其他列的喷射端口被驱动以补偿地喷射液体,以确保记录设备1000的可靠性。因此,该记录设备1000可以适当地用于商业打印目的。如在使用示例1中那样,在该使用示例中,记录设备1000的供给系统、缓冲容器1003和主容器1006(参见图2)流体连接到相应的液体喷射头3。用于将电力和喷射控制信号传递到液体喷射头3的电控制单元电连接到相应的液体喷射头3。

(循环路径的说明)

如使用示例1那样,图2所示的第一循环路径或图3所示的第二循环路径均可以用于本使用示例的记录设备1000与液体喷射头3之间的液体循环路径。

(液体喷射头的构造的说明)

现在,将在下文对本发明的使用示例2的彼此相同的多个液体喷射头3的构造进行说明。图13a和13b是本发明的使用示例2的液体喷射头的示意性立体图,其示意性地示出了其中一个液体喷射头的构造。液体喷射头3包括在液体喷射头3的纵向方向上并排线性布置的总共十六(16)个记录元件板10。液体喷射头3是行型喷墨记录头,该行型喷墨记录头可以被驱动以通过使用单色墨进行单色记录。如在使用示例1中那样,液体喷射头3包括液体连接部111、信号输入端子91和电源端子92。由于如果与使用示例1相比较,本使用示例的液体喷射头3具有大量的喷射端口列,因此信号输入端子91和电源端子92沿着液体喷射头3的相对边缘布置。这是为了减少可能发生在布置在记录元件板10上的配线部中的电压下降和信号传递延迟。

图14是本发明的使用示例2的液体喷射头的示意性分解立体图。液体喷射头3的部件和单元在图14中单独示出,以说明部件和单元各自的功能。从液体流动的角度,每个单元和部件的作用以及单元和部件的布置顺序基本上与使用示例1相同,但是所述单元和部件的用于确保液体喷射头的刚性的功能与使用示例1不同。在使用示例1中,液体喷射头的刚性主要由液体喷射单元支撑件81确保。另一方面,在使用示例2中,通过包括在液体喷射单元300中的第二流动通道形成部件60来确保液体喷射头的刚性。该使用示例的液体喷射单元支撑件81分别连接到第二流动通道形成部件60的相对边缘,并且液体喷射单元300被机械地接合到记录设备1000的托架,以将液体喷射头3适当地放置就位。包括相应的负压控制单元230的液体喷射单元220和电气配线板90接合到液体喷射单元支撑件81。过滤器(未示出)分别容纳在两个液体供给单元220中。两个负压控制单元230被设计为通过两个负压控制单元230的彼此不同的各自的负压来控制压力,其中,一个负压高于另一个负压。另外,当高压侧负压控制单元230和低压侧负压控制单元230布置在液体喷射头3的相对边缘处时,如图14所示,在液体喷射头的纵向方向上延伸的共用供给通道211中的液体和共用回收通道212中的液体沿彼此相反的方向流动。通过这种布置,共用供给通道211和共用回收通道212之间的热交换有助于减小两组共用通道之间的温度差。因此,在沿着共用通道布置的多个记录元件板10之间几乎不会出现温度差,以提供由温度差引起的不均匀的记录几乎不会发生的优点。

现在,将在下文详细描述液体喷射单元300的流动通道形成部件210。如图14所示,流动通道形成部件210通过将第二流动通道形成部件60布设在第一流动通道形成部件50上而形成,并且流动通道形成部件210操作以将从液体供给单元220进给的液体分配到喷射模块200。流动通道形成部件210还操作作为用于使从喷射模块200回流的液体返回到液体供给单元220的流动通道形成部件。流动通道形成部件210的第二流动通道形成部件60是其中形成有共用供给通道211和共用回收通道212的部件,并且同时,该第二流动通道形成部件60起到主要确保液体喷射头3的刚性的作用。因此,第二流道形成部件60优选地通过使用令人满意地相对于液体抗腐蚀并具有高度的机械强度的材料形成。更具体地,能够适合于用于第二流动通道形成部件60的材料包括sus、ti和氧化铝。

图15a示出了第一流动通道形成部件50的将安装喷射模块200的表面,图15b示出了第一流动通道形成部件50的相对侧的表面,该相对侧的表面将与第二流动通道形成部件60形成接触。与使用示例1不同,使用示例2的第一流动通道形成部件50通过将多个组成部件并排布置而形成,以对应于喷射模块200。当第一流动通道形成部件50通过使用如上所述的多个组成部件形成时,可以使得第一流动通道形成部件50的长度与液体喷射头的长度相对应。因此,该第一流动通道形成部件50的布置特别适合于相对较大尺寸的液体喷射头3,该相对较大尺寸的液体喷射头3能够使得其自身适应b2尺寸以及更大的记录介质。如图15a所示,第一流动通道形成部件50的连通端口51与喷射模块200流体连通,并且如图15b所示,第一流动通道形成部件50的各单独的连通端口53与第二流动通道形成部件60的连通端口61流体连通。图15c示出了第二流动通道形成部件60的将与第一流动通道形成部件50形成接触的表面,图15d示出了从厚度方向观察的第二流动通道形成部件60的中央部分的横截面,图15e示出了第二流动通道形成部件60的将与液体供给单元220形成接触的表面。第二流动通道形成部件60的流动通道和连通端口的功能与使用示例1的用于单色的流动通道和连通端口的功能相似。第二流动通道形成部件60的一对共用通道形成槽71中的一个共用通道形成槽是共用供给通道211并且另一个共用通道形成槽是图16所示的共用回收通道212。共用通道形成槽71中的每个共用通道形成槽沿液体喷射头3的纵向方向延伸,从而使得液体从相对边缘中的一个边缘进给到另一个边缘。与使用示例1不同,在该使用示例中,共用供给通道211的流动方向与共用回收通道212的流动方向相对于彼此相反。

图16是本使用示例的记录元件板10和流动通道形成部件210的示意立体透视图,其从在此流动的液体的角度示出了记录元件板10与流动通道形成部件210的连接关系。如图16所示,共用供给通道211和共用回收通道212布置在流动通道形成部件210中,以沿液体喷射头3的纵向方向延伸。第二流动通道形成部件60的连通端口61与第一流动通道形成部件50的相应的各单独的连通端口53对齐并且连接,从而建立通过共用供给通道211从第二流动通道形成部件60的连通端口72到第一流动通道形成部件50的连通端口51的液体供给路径。相似地,通过共用回收通道212从第二流动通道形成部件60的连通端口72到第一流动通道形成部件50的连通端口51的液体供给路径被建立。

图17是沿图16中的线17-17截取的示意性横截面图。如图17所示,共用供给通道通过各单独的连通端口53和连通端口51连接到喷射模块200。尽管在图17中未示出,通过参见图16将清楚的是,如将在一些其他横截面中所示出的,各单独的回收通道通过类似的路径连接到喷射模块200。如在使用示例1中那样,喷射模块200和记录元件板10设置有与相应的喷射端口13连通的流动通道,从而使得供给的液体的一部分或全部可以通过液体喷射操作被暂停的喷射端口13(压力室23)而流回。另外,如在使用示例1中,共用供给通道211通过相关的一个液体供给单元220连接到负压控制单元230(高压侧),而共用回收通道212通过另一个液体供给单元220连接到负压控制单元230(低压侧)。由于导致共用供给通道211与共用回收通道212之间的压力差的这种布置,发生通过记录元件板10的喷射端口13(压力室23)从共用供给通道211到共用回收通道212的液体流动。

(喷射模块的说明)

图18a是喷射模块200的示意性立体图,图18b是喷射模块的分解立体图。在使用示例1中的喷射模块与该喷射模块之间的区别在于,多个端子16被沿着在记录元件板10的多个喷射端口列的方向上延伸的相对边缘(记录元件板10的每个长边部分)布置,并且对于单个记录元件板10设置电连接到这些端子16的一对柔性配线板40。这里引入这种布置,因为总共二十(20)列喷射端口被布置在记录元件板10中,其示出了从使用示例1中的八(8)列喷射端口的喷射端口的列的显著增加。换句话说,该布置被引入,以便减小从端子16到布置为对应于喷射端口列的记录元件15的最大距离,从而减小可能在记录元件板10的配线部处发生的电压下降和信号传递延迟。另外,支撑部件30的液体连通端口31被布置在记录元件板10中,从而跨所有喷射端口的列延伸。其它方面,喷射模块与使用示例1的喷射模块相似。

(记录元件板的构造的说明)

图19a是记录元件板10中的一个记录元件板的布置有喷射端口13的表面的示意图。图19c是与图19a所示的表面相反的表面(后表面)的示意图。图19b是记录元件板10的与19c相同的表面(后表面)的示意图,其中,盖部件20从该图移除。如图19b所示,液体供给通道18和液体回收通道19交替地布置在记录元件板10的后表面上,以沿喷射端口列的方向延伸。尽管与使用示例1相比,布置了非常大量列的喷射端口,但是使用示例1与该使用示例之间的本质区别在于,端子16沿着记录元件板10的相对边缘布置,所述记录元件板10的相对边缘如上所述沿喷射端口列的方向延伸。该使用示例的基本构造与使用示例1的基本构造相似,所述基本构造包括:每列喷射端口设置有一对液体供给通道18和液体回收通道19,并且盖部件20设置有与支撑部件30的液体连通端口31相连通的开口21。

现在,将在下文针对本发明的特征方面来描述本发明的实施例。

(第一实施例)

图21a和21b是本发明第一实施例的液体喷射头的示意性立体图,其示意性地示出了液体喷射头的结构。更具体地,图21a是用于喷射液体(诸如墨)的液体喷射头的示意性立体图,图21b是液体喷射头的示意性分解立体图。

图21a和21b所示的液体喷射头13包括多个记录元件板10、多个支撑部件30以及流动通道形成部件210。记录元件板10的数量与支撑部件30的数量相同。记录元件板10由相应的支撑部件30支撑,并且多个支撑部件30被并排布置在单个流动通道形成部件210上。图22a至22d是液体喷射头3的示意性俯视图,其示出了可用于本实施例的液体喷射头3的记录元件板10的四种不同的示例性形状和四种不同的示例性布置。在图22a的情况中,具有平行四边形轮廓的记录元件板10布置成列。在本示例的描述中使用的“平行四边形轮廓”的表述是指下述四边形,由该四边形的相邻边形成的该四边形每个角度不正交。在以下的说明中,记录元件板10被布置以形成液体喷射头3中的列所沿的方向将被称为纵向方向401,并且在平行于记录元件板10的表面的平面内垂直于纵向方向401的方向将被称为扫描方向402。

在图22b的情况中,记录元件板10被布置以形成列,其中,每个记录元件板10具有下述形状,在所述形状中,多对相对布置的侧面中的一对的侧面彼此平行延伸,而另一对的侧面由阶梯状弯曲线形成。在图22c的情况中,具有平行四边形轮廓的记录元件板10在如图22a中那样布置成列的同时,任何两个相邻定位的记录元件板10在扫描方向402上彼此移位。在图22d的情况中,矩形记录元件板10布置成列。

在图22a至22c的每个图情况中,任何两个相邻定位的记录元件板10在纵向方向和扫描方向二者上至少部分地彼此重叠。在图22d的情况中,任何两个相邻定位的记录元件板10仅在纵向方向上彼此重叠。

图23a和23b是液体喷射头3的喷射端口列的位置位移的示意图。图23a是具有与图22a所示的记录元件板10相同的轮廓的两个相邻定位的记录元件板10的放大示意图,其示出了相应列的喷射端口的位移403的宽度。如图23a所示,在记录元件板10的相邻区域中出现喷射端口列的位移,并且作为相邻定位的记录元件板10之间的距离的元件间距离404越小,喷射端口列的位移403的宽度越小。换句话说,对于减小喷射端口列的位移403的宽度,更小的元件间距离404好得多。上述描述不仅适用于图22a的情况,而且一般适用于下述液体喷射头3,其中,如图22b和22c的情况那样,相邻定位的记录元件板10在纵向方向和扫描方向二者上至少部分地彼此重叠。

图23b是在图22d的情况中的两个相邻定位的记录元件板10的相邻区域的放大示意图。虽然在图23b的情况中,喷射端口列之间如在图22a所适用于的液体喷射头的情况那样没有发生位置位移,但是更小的元件间距离404也好得多。这是因为元件间距离404越小,相邻区域中的相邻定位的喷射端口列之间的间隙405越小。尽管将在下文描述图22a所示的其中相邻定位的记录元件板10在纵向方向和扫描方向二者上至少部分地彼此重叠的液体喷射头3,但是图23b的情况也可以提供与图22a的液体喷射头相似的优点。

现在,将在下文更详细地描述本实施例的特征。

图24是第一实施例的两个相邻定位的记录元件板10的相邻区域的示意性横截面侧视图。如图24所示,在两个相邻定位的记录元件板10之间的间隙区域410中,记录元件板10和支撑部件30的接触表面411与记录元件板10的相反设置的边缘412分离。换句话说,记录元件板10的相反设置的边缘412从支撑部件30的对应边缘413向外突出,以使相邻定位的记录元件板10之间的距离(间隙)小于相邻定位的支撑部件30之间的距离(间隙)。

记录元件板10中的每个记录元件板10具有在晶片加工(半导体加工)中预先制备的电路和其它部件,并且通常通过使用硅形成。通常采用各种蚀刻和切割技术中的任何一种来制造记录元件板10的周边轮廓。另一方面,支撑部件30通过机械加工和/或模制来制备。通常使用树脂或诸如sus的金属来生产支撑部件30。因此,记录元件板10的加工精度高于支撑部件30的加工精度。

参照图24,如果记录元件板10的边缘不从支撑部件30的边缘向外突出,则作为两个相邻定位的记录元件板10之间的距离的元件间距离404的精度由支撑部件30的加工精度和记录元件板10的安装位置对准精度确定。这是因为如果试图将元件间距离404减小为小于由支撑部件30的加工精度和记录元件板10的安装位置对准精度而名义上限制的距离,支撑部件30会彼此干扰。

相反,当记录元件板10的边缘412如本实施例中那样从支撑部件30的边缘向外突出时,相邻定位的记录元件板10之间的元件间距离404的精度不受支撑部件30的加工精度限制。元件间距离404的精度由记录元件板10的加工精度和记录元件板10的安装位置对准精度确定。通过这种布置,如果支撑部件30的加工精度和记录元件板10的安装位置对准精度相对较低,则只要记录元件板10的边缘从支撑部件30的边缘向外突出大于支撑部件30的尺寸公差的距离,支撑部件30就不会彼此干扰。因此,通过以下文将描述的方式构造液体喷射头3,可以减小两个相邻定位的记录元件板10之间的距离。

图25a、25b、25c和25d是本实施例的液体喷射头的一些优点的示意图,并且示出了液体喷射头的相邻定位的记录元件板10的相邻区域的侧视图。更具体地,图25a示出了第一比较示例,图25b示出了本实施例的第一示例,而图25c示出了第二比较示例,图25d示出了本实施例的第二示例。图25a和25b示出了承载相应的记录元件板10(其安装在支撑部件30上)的支撑部件30布置在流动通道形成部件210上的情况,图25c和25d示出了记录元件板10安装到相应的支撑部件30上的情况,所述支撑部件30布置在流动通道形成部件210上。

这里,假定支撑部件30的加工精度为±0.1mm,并且记录元件板10的加工精度为±0.01mm,而支撑部件30的安装对准精度为±0.1mm,记录元件板10的安装对准精度为±0.01mm。

在图25a和图25c所示的比较示例中,记录元件板10的边缘不从支撑部件30的边缘向外突出。在这些情况下,大于0.4mm的值(该值通过将每个支撑部件30的加工精度与每个支撑部件30的安装对准精度相加并且将和加倍得到)需要被选定用于部件间距离406,部件间距离406是两个相邻定位的支撑部件30之间的距离。换句话说,元件间距离404至少等于0.4mm。

对于图25b所示的本实施例的第一示例,可以使元件间距离404等于通过将每个记录元件板10的加工精度与每个记录元件板10的安装对准精度相加并将和加倍而获得的0.04mm。因此,本实施例的第一示例的元件间距离404可以从图25a所示的比较示例的元件间距离404减小0.36mm。

对于图25d所示的本实施例的第二示例,可以使得元件间距离404等于通过将每个记录元件板10的加工精度与每个支撑部件30的安装对准精度相加并将和加倍而获得的0.22mm。因此,本实施例的第二示例的元件间距离404可以从图25c所示的比较示例的元件间距离404减小0.18mm。

在图25d的情况中,如果记录元件板10的安装对准精度低到一定程度,则可以通过提高支撑部件30的安装对准精度来进一步减小元件间距离404。例如,通过使每个记录元件板10的安装对准精度等于0.1mm并且使每个支撑部件30的安装对准精度等于0.01mm,可以使元件间距离404等于0.04mm。在该示例中,需要高精度的部件安装步骤仅需要执行一次。

如上所述,通过使记录元件板10的边缘412相对于支撑部件30的边缘413向外突出,可以减小元件间距离404,从而减小相邻定位的记录元件板10的相邻区域中的喷射端口列的位移宽度403。因此,可以减小相邻定位的记录元件板10的相邻区域中的在扫描记录介质2的方向上的位移宽度,进而减小喷射端口列的位移宽度403,而不受支撑部件30的加工精度和支撑部件30的安装对准精度所施加的限制。则结果,图像的与记录元件板10的相邻区域相对应的位置处的诸如图像不均匀的问题被最小化并且可以产生高质量的图像。

另外,利用本实施方式,可以抑制下述问题,即,用于接合记录元件板10与支撑部件30的粘合剂从将相邻定位的记录元件板10分离的间隙410向上蠕动到记录元件板10的布置有喷射端口13的第一表面。因此,当采用粘合剂接合记录元件板10和支撑部件30时,本实施例的布置提供如下文所述的优点,其中,在本实施例的布置中,使得记录元件板10的边缘从对应的支撑部件30的边缘向外突出。也就是说,如果粘合剂从接合的表面出来,则出来的粘合剂被迫保留在记录元件板10的从相应的支撑部件30突出的边缘部分的后表面上,从而抑制粘合剂从间隙410向上蠕动的问题。

期望地,多个支撑部件30布置在单个流动通道形成部件210上。则,支撑部件30可以在纵向方向401上精确地布置,以使得能够产生高质量的图像。

流动通道形成部件210的并列地布置有记录元件板10的部分的长度优选地不小于能够在记录设备1000中设置就位的记录介质2的最大宽度。这种布置允许提高图像的与相邻定位的记录元件板10的相邻区域相对应的区域中待记录的图像的质量,并且可以在记录介质2的整个宽度上记录高质量图像。

虽然在本实施例中,记录元件板10是可单独更换的,但是本发明不限于这种布置。例如,记录元件板10不能单独更换但是支撑部件10可以有利地被单独加工的液体喷射头3也可以提供与本实施例相似的优点。

因此,本实施例的构造所要满足的要求仅仅是:相邻定位的记录元件板10的边缘从对应的支撑部件30的边缘向外突出。如图22a至22d所示,通过使支撑部件30的边缘在没有相邻定位的记录元件板10的一侧处从对应的记录元件板10的边缘向外突出,可以使支撑部件30稳定地支撑记录元件板10。另外,如图9a和9b所示,还可以使得每个支撑部件30稳定地支撑接合到记录元件板10的柔性配线板40。如上详细描述的,优选地使得记录元件板10在记录元件板10并列布置的一侧处相对于对应的支撑部件30向外突出。另一方面,优选地使得支撑部件30在没有相邻定位的记录元件板10被布置的一侧(在支撑部件接合到相应的柔性配线板40的一侧)从相应的记录元件板10向外突出。

在下面的描述中,任何两个相邻定位的记录元件板10中的一个记录元件板将被称为第一记录元件板,而另一个记录元件板将被称为第二记录元件板。类似地,支撑第一记录元件板的支撑部件30将被称为第一支撑部件,支撑第二记录元件板的支撑部件30将被称为第二支撑部件。然后,第一支撑部件和第二支撑部件并列地布置在流动通道形成部件210上。另外,第一记录元件板的定位成靠近第二记录元件板的边缘优选地从第一支撑部件的定位成靠近第二支撑部件的边缘朝向第二记录元件板突出。类似地,第二记录元件板的定位成靠近第一记录元件板的边缘优选地从第二支撑部件的定位成靠近第一支撑部件的边缘朝向第一记录元件板突出。

然而,本发明绝不限于图22a至图22d所示的布置方式,本发明还可应用于每个记录元件板10沿着其整个周边从对应的支撑部件30向外突出的布置。

(第二实施例)

图26a和26b以及图27a和27b示意性地示出了根据本发明的液体喷射头的第二实施例。图26a和26b是液体喷射头的示意图。更具体地,图26a是液体喷射头的示意性立体图,图26b是液体喷射头的示意分解立体图。另一方面,图27a和27b是相邻定位的记录元件板的示意图。更具体地,图27a是液体喷射头的示意性俯视图,图27b是沿图27a中的线27b-27b截取的示意性横截面图。

图26a和26b以及图27a和27b所示,本实施例的液体喷射头与第一实施例的液体喷射头的不同之处在于,盖部件20设置在记录元件板10与支撑部件30之间。额外地,在本实施例的液体喷射头中,用于将液体供给到每个记录元件板10的喷射端口13的背侧供给通道420布置在记录元件板10的后表面上,并且盖部件20操作作为用于记录元件板10的背侧供给通道420的盖。另外,盖部件20设置有用于将液体供给到背侧供给通道420的供给端口17a。通常使得供给端口17a与布置在支撑部件30内部的供给通道连通。盖部件20由树脂膜制成并且具有比支撑部件30的厚度小的厚度。盖部件20的厚度优选地不大于1mm,更优选地不大于0.1mm。

在本实施例的液体喷射头3中,在每个记录元件板10的从对应的支撑部件30的相应的边缘向外突出的部分中形成有喷射端口13。由于背侧供给通道420由盖部件20覆盖,因此液体可以被供给到记录元件板10的向外突出的部分中的喷射端口13。

如在第一实施例的描述中,这里假定两个相邻定位的记录元件板10中的一个记录元件板将被称为第一记录元件板,而另一个记录元件板将被称为第二记录元件板,并且假定支撑第一记录元件板的支撑部件30将被称为第一支撑部件,并且支撑第二记录元件板的支撑部件30将被称为第二支撑部件。应注意,盖部件20与背侧供给通道420一起布置在第一记录元件板与相应的支撑部件之间以覆盖背侧供给通道420,所述背侧供给通道420形成在第一记录元件板的定位成靠近相应的第一支撑部件的表面上并且作为用于将液体供给到记录元件的供给通道。

应注意,作为覆盖背侧供给通道420的盖的盖部件是厚度比支撑部件30的厚度薄的部件,以使得盖部件能够被以与记录元件板10的加工精度基本上相同的加工精度加工。例如,盖部件20可以通过加工硅衬底而形成。如果是这样,可以使盖部件20的厚度不大于1mm。可以通过光刻、作为用于加工晶片的技术的刀片切割或激光来加工硅衬底。这些技术中的任何一种都可以确保加工精度基本上等于加工记录元件板10的加工精度。替代性地,盖部件20可以通过加工树脂膜而形成。如果是这种情况,可以使得盖部件20的厚度不小于0.1mm。如在加工硅衬底的情况中那样,树脂膜可以通过光刻、用于加工晶片的刀片切割或者激光来加工。这些技术中的任何一种也可以确保加工精度基本上等于加工记录元件板10的加工精度。记录元件板10和盖部件20优选地彼此接合而不需要使用任何液体粘合剂。则,可以有效地防止用于接合记录元件板10与盖部件20的粘合剂穿透到记录元件板10和盖部件20中的供给通道中。

在本实施例中,喷射端口13布置在记录元件板10的分别从对应的支撑部件30的边缘413向外突出的部分上。由于这种布置,与第一实施例相比,使本实施例的任何两个相邻定位的记录元件板10的喷射端口13分开的分开距离可以进一步减小。则结果,可以进一步减小任何两个相邻定位的记录元件板10的相邻区域中的喷射端口列的位移宽度。

如在第一实施例的上面的描述中那样,考虑两个相邻定位的记录元件板10之间的元件间距离404为0.02mm的情况以及两个相邻定位的记录元件板10之间的元件间距离404为0.2mm的情况。在这些情况下,喷射端口13布置在与记录元件板10的边缘分离0.05mm的相应位置处。当由每个记录元件板10的两个倾斜设置的侧面形成的角度为45度时,两个相邻喷射端口列的位移宽度将分别为约0.17mm和约0.42mm。因此,如果与第一实施例相比,可以显著减小位移宽度。如上所述,本实施例的位移宽度不依赖于支撑部件30的加工精度和安装对准精度。因此,如在对应的记录介质2的扫描方向上观察的,任何两个相邻定位的记录元件板10的在其相邻区域中的位移宽度可以减小,从而减小喷射端口列的位移宽度403。则结果,可以使诸如与记录元件板10的相邻区域相对应的位置处的图像不均匀的问题最小化,并且可以产生高质量的图像。

另外,如第一实施例那样,可以有效地抑制接合记录元件板10与支撑部件30的粘合剂从使任何两个相邻定位的记录元件板10分离的间隙410向上蠕动到记录元件板10的布置喷射端口13的第一表面的问题。

应注意,如在本实施例中那样,在第一实施例中,喷射端口13可以布置在记录元件板10的从支撑部件30的相应的边缘向外突出的部分上。如果是这种情况,供给通道需要被形成在记录元件板10的形成有喷射端口13的表面上,以将液体供给到喷射端口13,所述喷射端口13设置在记录元件板10的向外突出的部分上。则,然而,尽管在第一实施例中,供给通道的高度最大为几十μm,但是第二实施例的背侧供给通道420的高度可以做成大约几百μm。这意味着,与第一实施例相比,在第二实施例中,液体可以更充分地供给到布置在记录元件板10的从相应的支撑部件30的对应边缘向外突出的部分中的喷射端口13,从而使得与第一实施例相比,在第二实施例中,可以更令人满意地提高对应于相邻区域的记录图像区域的图像质量。

形成有背侧供给通道420的后表面是指记录元件板10的相对于形成有喷射端口13的表面的实质后表面。换句话说,在记录元件板10通过将多个基板一个在另一个之上地顺次放置的情况下,后表面不是形成有喷射端口13的前表面上顶部基板的后表面,而是在将基板一个在另一个之后地放置以后制成的整个记录元件板10的后表面,并且该后表面定位成与形成有喷射端口13的前表面相反。在图27b的情况中,两个相邻定位的记录元件板10之间的距离等于两个相邻定位的盖部件20之间的距离,两个相邻定位的记录元件板10之间的距离可以小于两个相邻定位的盖部件20之间的距离。

(第二实施例的液体喷射头的制造步骤)

图28是示出第二实施例的液体喷射头的制造步骤的流程图。

首先,执行在记录元件板10上形成喷射端口13的喷射端口形成步骤(步骤s501),其中,在所述记录元件板10上已经形成有用于发泡液体所必需的回路(例如记录元件15)。此时,记录元件板10是晶片的形式。随后,执行在记录元件板10的背面上形成背侧供给通道420的背侧供给通道形成步骤(步骤s502)。然后,执行在记录元件板10的背面上形成盖部件20的盖部件形成步骤(步骤s503)。然后,执行对记录元件板10进行加工以使记录元件板10呈现所设计的适当外部轮廓以及从晶片形式的记录元件板10中制造芯片形式的记录元件板10的切割步骤(步骤s504)。随后,执行将记录元件板10接合到相应的支撑部件30使得盖部件20与支撑部件30面对面定位的接合步骤(步骤s505)。最后,执行将记录元件板10已经接合到其上的支撑部件30并列地布置在流动通道形成部件210上的布置步骤(步骤s506)。

随着在接合步骤(步骤s505)之前的盖部件形成步骤(步骤s503)中把盖部件20形成在记录元件板10的后表面上,制成了第二实施例的液体喷射头。因此,可以减小任何两个相邻定位的记录元件板10在扫描方向上的位移宽度,从而减小喷射端口列的位移宽度,而不依赖于支撑部件30的加工精度和安装对准精度。则结果,可以使与记录元件板10的相邻区域相对应的位置处的诸如图像不均匀的问题最小化,并且可以产生高质量的图像。

当通过使用硅衬底形成盖部件20时,通过使用晶片形式的硅衬底而形成的盖部件20可以接合到晶片形式的记录元件板10。因此,与盖部件20接合到许多芯片形式的相应的记录元件板10的情况相比,可以减少步骤数量。

当盖部件20通过使用树脂膜形成时,膜形式的盖部件20可以接合到记录元件板10的晶片以生产层压板。则结果,与如上所述通过硅衬底形成盖部件20那样基于芯片到芯片将各单独的盖部件20分别接合到记录元件板10的情况相比,可以减少步骤数量。

应注意,本实施例描述的制造步骤仅仅是示例性的制造步骤,并且本发明绝不限于上述制造步骤。例如,执行喷射端口形成步骤(步骤s501)、背侧供给通道形成步骤(步骤s502)、盖部件形成步骤(步骤s503)以及切割步骤(步骤s504)的顺序可以不必是上面针对本实施例描述的顺序。对于制造步骤,唯一要求满足的是,需要在接合步骤(步骤s505)之前执行盖部件形成步骤(步骤s503)。

如上所述的液体喷射头3和记录设备1000可以在打印机、复印机、配备有通信系统的传真机和具有打印机部分的文字处理机领域中得到应用。此外,根据本发明的液体喷射头3和记录设备1000也可以在通过以复杂的方式组合各种处理设备而形成的工业记录设备领域中得到应用。例如,液体喷射头可以在生产生物芯片的领域中、在电子电路印刷领域等中得到应用。

因此,根据本发明,记录元件板的边缘从支撑相应的记录元件板的支撑部件的边缘在支撑部件并列布置的方向上向外突出。由于这种布置,可以通过参考高于支撑部件的加工精度和安装对准精度的记录元件板的加工精度和安装对准精度来限定任何两个相邻定位的记录元件板之间的距离。则结果,可以减小任何两个相邻定位的记录元件板之间的距离。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释,以便包括所有这样的修改以及等同结构和功能。

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