[發明專利]液體噴出設備和液體噴出頭

有效

• 申請號: 201410193916.3
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN104149490A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 安間弘雅;戶田恭輔
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: B41J2/14
• 分類號: B41J2/14;B41J2/19
• 代理公司: 北京魏啟學律師事務所 11398
• 代理人: 魏啟學

技術領域

本發明涉及安裝了液體噴出頭的液體噴出設備，所述液體噴出頭具有設置于對記錄元件基板進行支撐的支撐構件的液體存儲部，并且還涉及可拆裝地安裝于液體噴出設備的液體噴出頭。

背景技術

已提出了一種具有設置于對記錄元件基板進行支撐的支撐構件的多個液體存儲部的液體噴出頭(美國專利No.7,267,431)。描述了一種液體噴出設備，其中安裝了設置有熱力系統的記錄元件基板的液體噴出頭。

記錄元件基板具有形成于記錄元件基板的一個表面的噴出口、與噴出口連通的發泡室、設置于發泡室壁的作為噴出能量產生元件的加熱電阻器和與發泡室連通的多個液室。多個液室中的每一個均具有形成于記錄元件基板的另一表面的開口。

支撐構件對所述另一表面進行支撐。另外，支撐構件具有從液體存儲部延伸至液室的開口的連通路徑。設置有記錄元件基板和支撐構件的液體噴出頭以噴出口指向下方的狀態安裝于液體噴出設備。

液體從液體存儲部依次流過連通路徑和液室以便被供給至發泡室。通過對加熱電阻器施加驅動電力使得發泡室內的液體中發生膜沸騰。通過利用由膜沸騰產生的壓力將液體從噴出口噴出。

記錄元件基板包含相對昂貴的構件。為了降低液體噴出頭或液體噴出設備的成本，存在著使記錄元件基板小型化的需求。

例如，熱力系統的記錄元件基板包含用于形成加熱電阻器和電連接至加熱電阻器的電配線的半導體基板。半導體基板是通過將硅晶片分成多件而獲得的。硅晶片是通過將柱狀錠切片成預定厚度而獲得的盤狀板，并且是相對昂貴的構件，從諸如硅等的半導體材料的晶種生長成所述柱狀錠。

可以通過使記錄元件基板小型化而使半導體基板小型化。結果，從一個硅晶片獲得更多數量的半導體基板。換言之，記錄元件基板被小型化，由此從一個硅晶片制備出更多數量的記錄元件基板以降低液體噴出頭或液體噴出設備的成本。

為了使包含多個液室的記錄元件基板小型化，有效的是使相鄰的液室之間的距離變窄。在具有多個連通路徑的液體噴出頭中，需要在使相鄰的液室之間的距離變窄的同時甚至使相鄰的連通路徑之間的距離變窄。為了使相鄰的連通路徑之間的距離變窄，考慮到使相鄰的連通路徑之間的連通路徑壁變薄。

然而，具有液體存儲部的支撐構件比記錄元件基板大。因此，為了降低支撐構件的成本，期望用比記錄元件基板的材料便宜且弱的材料、例如樹脂材料等來成型支撐構件。在由樹脂材料形成支撐構件的情況中，當連通路徑壁變薄時連通路徑壁的強度不充分，由此存在著當制造或使用液體噴出頭時連通路徑壁可能斷裂的可能性。

由于這樣的原因，在日本特開2008-238518號公報中公開的液體噴出頭中，連通路徑的水平截面面積(沿著水平表面切割某些物質時的截面面積；下同)被制得小于液室的開口的面積或液體存儲部的水平截面面積。連通路徑的水平截面面積被制得較小，由此增厚連通路徑壁的厚度以確保連通路徑壁的強度。

在具有多個液體存儲部的液體噴出頭中，期望多個液體存儲部以使得液體存儲部能夠設置在相對自由的位置處這樣的方式具有不同的長度(關于液體流動方向的尺寸；下同)。多個連通路徑具有不同的長度，由此多個液體存儲部能夠沿豎直方向設置在不同的位置處。

然而，當美國專利No.7,267,431中公開的液體噴出頭內的多個連通路徑具有不同的長度時，存在著液體可能未被從與相對長的連通路徑連通的噴出口成功地噴出的可能性。參照圖14A和圖14B來描述其原因。圖14A和圖14B是示出具有長度彼此不同的多個連通路徑的液體噴出頭的截面圖。

氣泡在由液體存儲部1a、1b或1c、連通路徑2a、2b或2c與液室3a、3b或3c形成的空間內生長。該氣泡被認為是由液體中殘留的氣體、當液體被倒入液體存儲部1a、1b或1c時與液體一起流入的空氣、液體噴出時從噴出口流入的空氣和從記錄元件基板4與支撐構件5之間的空間流入的空氣引起。

浮力和表面張力作用于氣泡。浮力是由氣泡的上部與下部之間的水頭差(water?head?difference)引起的向上的力。表面張力被分成作用于氣泡的上部的向下的力(以下稱作“上表面張力”)和作用于氣泡的下部的向上的力(以下稱作“下表面張力”)。另外，表面張力的強度取決于氣泡的表面面積，并且已知表面張力隨著氣泡的表面面積越小而越高。

在圖14A和圖14B中示出的液體噴出頭中，連通路徑2a的水平截面面積Wa小于液室3a的開口的面積。當氣泡6a在液室3a內生長并且氣泡6a的水平截面面積變得大于連通路徑2a的水平截面面積Wa時，僅氣泡6a的上部由此進入連通路徑2a內。