[發明專利]噴墨頭、使用該噴墨頭的噴墨裝置和器件的制造方法

有效

• 申請號: 201811029475.8
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109484024B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 中谷修平;大塚巨;豐福洋介
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: B41J2/01
• 分類號: B41J2/01;B41J2/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉文海

提供能夠同時實現緩和在多個噴出要素之間產生的流體串擾引起的噴出異常以及維持期望的噴出液滴體積這雙方的噴墨頭。噴墨頭具有多個噴出單元，噴出單元包含噴出液滴的噴嘴、與噴嘴連接的第一壓力室、與第一壓力室連接的供給側第二壓力室和排出側第二壓力室、與供給側第二壓力室連接的供給側第三壓力室、與排出側第二壓力室連接的排出側第三壓力室、對第一壓力室內的液體賦予噴出力的能量產生元件、第一壓力室與供給側第二壓力室之間的供給側第一節流部、第一壓力室與排出側第二壓力室之間的排出側第一節流部、供給側第二壓力室與供給側第三壓力室之間的供給側第二節流部、及排出側第二壓力室與排出側第三壓力室之間的排出側第二節流部。

技術領域

本發明涉及噴墨頭、使用該噴墨頭的噴墨裝置和器件的制造方法。

背景技術

按需型噴墨頭作為能夠根據輸入信號在必要時涂布必要量墨液的噴墨頭而被公知。特別地，壓電(壓電元件)方式的按需型噴墨頭一般具有墨液供給流路、與墨液供給流路連接且具有噴嘴的多個壓力室、以及對壓力室內填充的墨液施加壓力的壓電元件。

圖1的(a)和圖1的(b)中示出一般的噴墨頭的截面構造。

噴墨頭具有噴出液滴的多個噴嘴100、與噴嘴連通的壓力室110、隔開與不同噴嘴對應的壓力室的隔壁111、構成壓力室的一部分的隔膜112、使隔膜112振動的壓電元件130、支承隔壁111的壓電構件140、以及對壓電元件130施加電壓的共用電極(未圖示)。其他沒有圖示，但是具有液體的導入口。

從一個壓電構件通過切割來分離壓電元件130和支承隔壁111的壓電構件140。噴墨頭所具有的噴嘴100的直徑為10μm～50μm，以100μm～500μm的間隔排列100孔～300孔。

這樣構成的噴墨頭如下進行動作。當對壓電元件130的背側的共用電極(未圖示)與壓電元件130之間施加電壓時，壓電元件130從圖1的(a)的狀態變形為圖1的(b)的狀態。當圖1的(b)的最右側的壓電元件130變形(壓電元件130的下部變形)時，壓力室110的容積減小，能夠對液體施加壓力。利用該壓力，壓力室110中存在的墨液作為液滴150向外部噴出。

另外，在使墨液循環的種類的噴墨頭中，在噴墨頭中具有未圖示的液體注入口和排出口，一邊使墨液循環一邊噴出墨液。下面對使墨液循環的效果進行說明。

噴嘴附近的墨液處于始終與大氣接觸的狀態。其接觸面積非常微小，因此，墨液的溶劑的蒸發也處于無法忽略的狀態。由于墨液的溶劑蒸發，墨液的固態成分濃度提高，其結果是，墨液的粘度上升，可能很難噴出正常的墨液。這里，通過使墨液在噴嘴附近循環，能夠始終替換粘度上升的墨液，因此，噴嘴附近噴出的墨液始終保持正常的墨液粘度。由此，能夠抑制噴嘴堵塞，能夠穩定地進行正常的噴出。

作為噴墨頭的構造，可以是使用薄膜的壓電元件的構造。圖2的(a)、圖2的(b)是示出薄膜型噴墨頭的構造的圖。在圖2的(a)中，用于噴出液體的噴嘴200、與噴嘴連通的壓力室210、對壓力室供給液體的共用壓力室230連接。在構成壓力室的一部分的隔膜212的上部構成薄膜壓電元件220。這樣構成的噴墨頭如下進行動作。當對薄膜壓電元件220施加電壓時，薄膜壓電元件220從圖2的(a)的狀態變形為圖2的(b)的狀態。當薄膜壓電元件220變形時，壓力室210的容積減小，能夠對液體傳遞壓力。利用該壓力噴出液滴150。

具有該流路構造的噴墨頭在驅動一個壓電元件而從噴嘴噴出墨液時，該噴出時的墨液的流動經由共用流路對與相同流路連通的其他噴嘴造成影響，產生噴出不穩定的串擾這樣的現象。

圖3中示出專利文獻1所記載的噴墨頭的剖視圖。針對串擾的問題，在專利文獻1中公開了如下結構：在具有多個噴出液滴的多個噴嘴500、與多個噴嘴500對應設置的多個壓力室501、對壓力室內的液體賦予噴出力的多個能量產生元件502的噴墨頭中，設置有對多個壓力室501供給液體的共用流路503、以及設置在將各個壓力室501與共用流路503之間連接的單獨流路部分的節流部504。