打印头和喷墨打印设备的制作方法
【专利摘要】一种打印头，其包括能量产生元件、容纳液体用的室和布置在与能量产生元件对应的位置的喷射口。喷射口包括向喷射口的内侧突出的至少一个突起，喷射口具有在突起的前端和喷射口的位于距该前端最短距离处的内壁之间的第一区域，以及位于突起的两侧并且与第一区域不同的第二区域，当突起在室侧开口面处的宽度由a1表示、突起的最大宽度由a2表示时，a1<a2的关系成立，并且突起的宽度从具有宽度a2的位置到室侧开口面逐渐地或逐级地减小。
【专利说明】打印头和喷墨打印设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及在介质上喷射液滴用于进行打印的打印头，以及使用该打印头的喷墨打印设备。
【背景技术】
[0002]关于喷射墨等液体的方法，已知使用诸如发热元件(加热器)等的喷射能量产生元件使液体沸腾以产生气泡并且通过气泡的压力使得液滴从打印头中的喷射口喷射的方法。关于这种液滴喷射方法，提供在液滴喷射过程中打印头中的气泡与大气连通的通过喷泡式(bubble through jet)(以下,也称作BTJ)喷射方法,还提供在液滴喷射过程中打印头中的气泡不与大气连通的气泡喷出式喷射方法。图8A至图8H是利用打印头的喷射口附近的截面不出BTJ喷射方法中的一般喷射过程的模式图。
[0003]根据液体喷射方法，当液滴喷射过程中的待喷射液体与打印头中的液体分离以形成液滴时，可能发生如下现象:分离的液滴被划分为本来应当用于打印的液滴(以下，被称为主滴)和副液滴(以下，被称为卫星液滴)。具有以下某些情况:由于卫星液滴着落在打印介质上距主滴较大距离之处而引起图像品质的劣化，或者卫星液滴在到达打印介质之前失去其速度从而形成为漂浮液滴(以下，被称作雾)，可能导致打印介质的污染。
[0004]为了减少卫星液滴，例如，如专利文献I等说明的，已知缩短待喷射的液滴中的墨尾(以柱状延伸的液体的尾部)的长度。专利文献I公开了如下技术:喷射口设置有向喷射口内侧突出的突起以限制墨尾中包含的液体的量，由此缩短墨尾的长度从而减少卫星液滴。
[0005][引用列表]
[0006][专利文献]
[0007]专利文献1:日本特开2008-290380号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]然而，在专利文献I中说明的设置有向喷射口内侧突出的突起的喷射口的构造引起了新的问题。即，在将专利文献I中说明的设置有突起的喷射口应用到BTJ喷射方法的打印头的情况下，具有喷射的液滴的着落位置容易发生偏离的倾向，因此，可能造成图像品质的劣化。
[0010]具体地，根据BTJ喷射方法，在液滴从打印头喷射的过程中，液体的弯液面从喷射口的大气侧开口面退回到作为容纳有液体并且设置有加热器以产生气泡的室的发泡室，从而在大气和气泡连通时刻前后喷射液体。在专利文献I中说明的设置有突起的喷射口中，落回液体的弯液面以避开突起的方式被划分为多个弯液面，然后落到具有相对低的流阻的区域。由图9A和图9B中的示例、以及图1OA和图1OB中的示例示出液滴喷射过程的该状态。图9A和图9B是喷射口 32的两个突起11以两个突起的突出方向与墨流路5的纵向(X方向)一致的方式配置的示例。图1OA和图1OB是喷射口 32的两个突起11以两个突起的突出方向与墨流路5的宽度方向(Y方向)一致的方式配置的示例。如图9B和图1OB所示，分别由突起11划分的多个弯液面落到远离气泡的中心的位置。因此，大气和气泡之间的连通能够发生在远离气泡中心的多个位置处。于是，发泡室6中的加热器31上产生的气泡的界面可能使归因于微小干扰(例如，吸收气泡、膜沸腾的微小变化等)的影响的各次喷射情况略微改变。
[0011]因此，在具有设置有专利文献I中说明的突起的喷射口的BTJ喷射方法的打印头中，大气和气泡之间的连通位置的数量或场所往往容易对各次喷射情况不同。例如，取决于各次喷射情况，连通位置的数量为一个或多个，或者连通位置被布置在发泡室的上部或下部。以这种方式，连通状态不恒定。结果，在进行连续喷射的情况下，连通状态在各次喷射中不同，从而改变喷射液滴的喷射角度或喷射速度。因此，存在液滴的着落位置发生偏离而造成图像品质劣化的倾向。这种倾向在温度上升、连续打印以及大的打印占空比(每单位面积打印介质上的墨施加量)时变得显著。
[0012]因此，本发明的目的是提供能够实现卫星液滴减少效果并且能够防止喷射液滴的着落位置的偏离以抑制归因于该偏离的图像品质劣化的喷墨打印头和喷墨打印设备。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]为了解决上述问题，根据本发明的打印头包括:能量产生元件；用于容纳被从所述能量产生元件施加能量的液体的室；以及喷射口，其配置在与所述能量产生元件对应的位置，用于将液体从所述室喷射到外部，其中，从所述能量产生元件向所述室中的液体施加能量，以从所述喷射口喷射液体，
[0015]其中，所述喷射口包括:
[0016]向所述喷射口的内侧突出的至少一个突起，所述喷射口具有第一区域和第二区域，其中，所述第一区域位于所述突起的前端和所述喷射口的距所述前端最短距离处的内壁之间，所述第二区域位于所述突起的两侧并且与所述第一区域不同，并且当所述突起在所述喷射口的室侧开口面处的宽度由al表示并且所述突起的最大宽度由a2表示时，式al〈a2的关系成立，并且所述突起的宽度从具有a2的宽度的位置到所述室侧开口面逐渐地或以逐级方式减小。
[0017]发明的效果
[0018]根据本发明，能够缩短墨尾从而减少卫星液滴，并且能够防止喷射液体在打印介质上的着落位置的偏离从而抑制归因于该偏离的图像劣化。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1A是示出根据本发明的第一实施方式的打印头的主要部分的图；
[0020]图1B是示出根据本发明的第一实施方式的打印头的主要部分的图；
[0021]图1C是示出根据本发明的第一实施方式的打印头的主要部分的图；
[0022]图1D是示出根据本发明的第一实施方式的打印头的主要部分的图；
[0023]图1E是示出根据本发明的第一实施方式的打印头的主要部分的图；
[0024]图1F是示出根据本发明的第一实施方式的打印头的主要部分的图；
[0025]图1G是示出根据本发明的第一实施方式的打印头的主要部分的图；[0026]图2A是示出根据本发明的第二实施方式的打印头的主要部分的图；
[0027]图2B是示出根据本发明的第二实施方式的打印头的主要部分的图；
[0028]图2C是示出根据本发明的第二实施方式的打印头的主要部分的图；
[0029]图2D是示出根据本发明的第二实施方式的打印头的主要部分的图；
[0030]图2E是示出根据本发明的第二实施方式的打印头的主要部分的图；
[0031]图2F是示出根据本发明的第二实施方式的打印头的主要部分的图；
[0032]图2G是示出根据本发明的第二实施方式的打印头的主要部分的图；
[0033]图3A是示出根据本发明的第三实施方式的打印头的主要部分的图；
[0034]图3B是示出根据本发明的第三实施方式的打印头的主要部分的图；
[0035]图3C是示出根据本发明的第三实施方式的打印头的主要部分的图；
[0036]图3D是示出根据本发明的第三实施方式的打印头的主要部分的图；
[0037]图3E是示出根据本发明的第三实施方式的打印头的主要部分的图；
[0038]图3F是示出根据本发明的第三实施方式的打印头的主要部分的图；
[0039]图3G是示出根据本发明的第三实施方式的打印头的主要部分的图；
[0040]图4A是示出根据本发明的第四实施方式的打印头的主要部分的图；
[0041]图4B是示出根据本发明的第四实施方式的打印头的主要部分的图；
[0042]图4C是示出根据本发明的第四实施方式的打印头的主要部分的图；
[0043]图4D是示出根据本发明的第四实施方式的打印头的主要部分的图；
[0044]图4E是示出根据本发明的第四实施方式的打印头的主要部分的图；
[0045]图4F是示出根据本发明的第四实施方式的打印头的主要部分的图；
[0046]图4G是示出根据本发明的第四实施方式的打印头的主要部分的图；
[0047]图5A是能够适用于本发明的具有一个突起的喷射口的模式图；
[0048]图5B是能够适用于本发明的具有三个突起的喷射口的模式图；
[0049]图6是示出能够适用于本发明的喷墨打印设备的关键部分的示意性立体图；
[0050]图7是示出本发明的打印头的关键部分的示意性立体图；
[0051]图8A是使用传统的圆型喷射口的BTJ喷射方法的喷射过程图；
[0052]图8B是使用传统的圆型喷射口的BTJ喷射方法的喷射过程图；
[0053]图8C是使用传统的圆型喷射口的BTJ喷射方法的喷射过程图；
[0054]图8D是使用传统的圆型喷射口的BTJ喷射方法的喷射过程图；
[0055]图8E是使用传统的圆型喷射口的BTJ喷射方法的喷射过程图；
[0056]图8F是使用传统的圆型喷射口的BTJ喷射方法的喷射过程图；
[0057]图8G是使用传统的圆型喷射口的BTJ喷射方法的喷射过程图；
[0058]图8H是使用传统的圆型喷射口的BTJ喷射方法的喷射过程图；
[0059]图9A是说明在使用传统的具有突起的喷射口的BTJ喷射方法的打印头中喷射液滴时大气和气泡之间的连通的图；
[0060]图9B是说明在使用传统的具有突起的喷射口的BTJ喷射方法的打印头中喷射液滴时大气和气泡之间的连通的图；
[0061]图1OA是说明在使用传统的具有突起的喷射口的BTJ喷射方法的打印头中喷射液滴时大气和气泡之间的连通的图；[0062]图1OB是说明在使用传统的具有突起的喷射口的BTJ喷射方法的打印头中喷射液滴时大气和气泡之间的连通的图；
[0063]图1IA是示出图9A和图9B所示的传统例中的大气连通状态和喷射液滴的扰乱状态的图；
[0064]图1IB是示出图9A和图9B所示的传统例中的大气连通状态和喷射液滴的扰乱状态的图；
[0065]图1lC是示出图9A和图9B所示的传统例中的大气连通状态和喷射液滴的扰乱状态的图；
[0066]图12A是示出本发明的第一实施方式的效果的图；以及
[0067]图12B是示出本发明的第一实施方式的效果的图。
【具体实施方式】
[0068]在描述本发明的各实施方式之前，将说明各实施方式中共用的概念。
[0069]本说明书中的“打印”表示形成诸如文字或图形等的有含义的信息。此外，“打印”广义上包括在打印介质上形成图像、设计和图案等，而无论其是否有含义或是否在视觉上明显可辨别。另外，“打印”还包括通过将液体施加到打印介质上来处理打印介质的情况。本说明书中的“打印介质”不但表示在一般打印设备中使用的纸，还广义地表示诸如布、塑料膜、金属板、玻璃、陶瓷、木材和皮革等能接收墨的介质。本说明书中的“墨”或“液体”表示通过将其施加到打印介质上以用于形成图像、设计和图案等的液体，还包括作为用于处理打印介质或用于使施加在打印介质上的液体固化或不可溶解的处理剂的液体。本说明书中的“流阻”表示液体移动的容易程度，例如，由于液体在狭窄空间中难以移动，所以认为流阻高；由于液体在宽广空间中容易移动，所以认为流阻低。此外，诸如“平行”、“正交”和“垂直”等的词语允许制造误差程度的范围内的误差。
[0070]参照附图，图6是示出能够适用本发明的打印头的喷墨打印设备的示例的关键部分的示意性立体图。喷墨打印设备包括用于将作为打印介质的纸1028沿箭头P的方向间歇性地输送到壳体(casing)1008内的输送设备1030。喷墨打印设备包括:打印单元1010，打印单元1010在与正交于纸1028的输送方向P的方向S平行的方向上往复运动，并且具有用于喷射液体的打印头；和作为驱动部件的移动驱动单元1006，其使打印单元1010往复运动。输送设备1030包括:被配置成彼此相对并平行的一对辊单元1022a和1022b 对辊单元1024a和1024b ;以及用于驱动各辊单元的驱动单元1020。当驱动单元1020运行时，纸1028被紧紧地保持在辊单元1022a和1022b之间以及辊单元1024a和1024b之间，并且沿P方向间歇性地输送。移动驱动单元1006包括带1016和马达1018。带1016缠绕在以预定间隔彼此相对地配置在转动轴上的带轮1026a和1026b上，并且带1016与辊单元1022a和1022b平行地配置。马达1018沿前进方向和后退方向驱动联接到打印单元1010的滑架构件IOlOa的带1016。当马达1018运行以使带1016沿着箭头R的方向转动时，滑架构件IOlOa响应于该转动在双头箭头S示出的方向中的一个方向上以恒定的移动量移动。另夕卜，当带1016在与箭头R的方向相反的方向上转动时，滑架构件IOlOa在与双头箭头S示出的方向中的上述一个方向相反的方向上以恒定的移动量移动。此外，恢复单元1026设置在作为滑架构件IOlOa的原始位置的位置，以与打印单元1010的墨喷射面相对，用于执行打印单元1010的喷射恢复处理。打印单元1010具有可移除地配备到滑架构件IOlOa的墨用盒1012。例如，按照与黄色、品红色、青色和黑色的各墨颜色对应的1012Y、1012M、1012C和1012B的顺序设置滑架。
[0071]将对本发明的打印头进行说明，该打印头能够安装于上述喷墨打印设备。图7是概略地示出本发明的打印头的关键部分的示意性立体图。在图7中，省略了用于驱动作为能量产生元件的发热元件(加热器)31的电气配线等。图7中的双头箭头S表示在打印头喷射液滴的打印操作期间，打印头和打印介质相对移动的方向(主扫描方向)。这里，如图6所示，示出在打印操作期间打印头相对打印介质移动的示例。基板34设置有用于将液体供给到流路的、作为呈长槽形状的通孔的供给口 33。在供给口 33的纵向上的两侧均布置加热器列，使得作为热能产生部件的发热元件(加热器)31以交错方式定位，其中，通过以600dpi的间隔配置加热器31的方式构造加热器列。该构造允许以1200dpi的分辨率打印图像。在基板34上设置有作为形成流路用的流路形成构件的流路壁36并且设置有喷射口板35，在喷射口板35中形成有喷射口。喷射口 32配置在加热器31的正上方，以在喷射口 32和加热器31之间形成用于容纳液体并产生气泡的发泡室。
[0072](第一实施方式)
[0073]图1A至图1D示出根据本发明的第一实施方式的打印头的主要部分。图1A是打印头中的喷射口 32附近的沿着液体的喷射方向截取的截面，并且是沿着使液体的供给口33与喷射口 32连通的流路5的纵向(以下，也称作X方向)截取的图。图1B是从喷射口 32侧观察的加热器31和流路5的各构造的示意图。图1C示出喷射口板表面35a(以下，也称作大气侧开口面)处的喷射口 32的构造。图1D是打印头的喷射口 32附近的沿着液体的喷射方向截取的截面，并且是沿着与流路5的纵向垂直的方向截取的图，S卩，沿着流路5的宽度方向(以下，也称作Y方向)截取的图。
[0074]如图1C所示，当从打印头的外侧、即在喷射口 32的大气侧开口面处观察时，根据本实施方式的打印头的喷射口 32具有大致圆形形状，并且包括两个向内突出的突起10。在图中，突起10的宽度由符号a表示，突起10的从以虚线示出的喷射口的假想内周突出的距离由符号b表示。突起10对称地设置在喷射口 32中，并且在突起10的前端之间形成具有最短距离H的间隙。在本实施方式中，喷射口 32的两个突起以突起10的突出方向如图1B所示的、与流路5的纵向(X方向)一致的方式配置。
[0075]如从图1A和图1D观察的，在移除突起10的情况下，喷射口 32被构造为在与喷射口 32的液体喷射方向垂直的截面上从喷射口 32的大气侧开口面到发泡室6侧开口面相同，并且整体上形成为大致圆筒形状。另一方面，喷射口 32的突起10在喷射口 32的液体喷射方向上具有下述构造。即，如图1A所示，突起10的长度b从喷射口 32的大气侧开口面到发泡室6侧开口面相同。因此，由于喷射口如上所述形成为大致圆筒形状，所以突起10的前端之间的最短距离H从喷射口 32的大气侧开口面到发泡室6侧开口面相同。
[0076]相反地，如图1D所示，突起10的宽度在喷射口 32中的液体喷射方向上改变。为了说明此改变，突起10在喷射口 32的发泡室6侧开口面处的宽度由al表示，突起10在与喷射口 32的发泡室6侧开口面平行的平面中、即在与液体喷射方向正交的平面中的宽度的最大值由a2表示。本发明的打印头的特征在于，喷射口设置有如下的突起:宽度al〈宽度a2的关系成立，并且宽度从宽度a2的位置到宽度al的位置逐渐地或以逐级方式减小。在图1D中，突起10被构造为如下的三角形:该三角形在大气侧开口面处具有最大宽度a2并且该三角形具有以该最大宽度a2作为三角形的底边到达发泡室侧开口面的高度。即，宽度al<宽度a2的关系成立，并且突起10的宽度从宽度a2的位置朝向发泡室侧开口面逐渐减小。
[0077]将参照图1lA至图1lC以及图12A和图12B，对根据具有上述构造的本实施方式的打印头的作用和效果进行说明。图12B示出在根据第一实施方式的打印头的喷射口附近的、沿着与液体喷射方向和流路5垂直的方向(Y方向)截取的截面。图1lA至图1lC均示出与本发明不相符的打印头的喷射口附近的、沿着液体喷射方向和Y方向截取的截面图。就喷射口中的突起的宽度a从喷射口的大气侧开口面到发泡室侧开口面为恒定(即，宽度al=宽度a2)的这点而言，图1lA至图1lC中示出的打印头与根据本发明的第一实施方式的打印头不同。对上述第一实施方式的打印头的说明可以适用于图1lA至图1lC中示出的打印头中的其他部件。图1lA至图1lC以及图12B均是详细说明在液体喷射过程中打印头中的气泡与大气连通的状态的图。
[0078]当从外侧观察时，图12A和图12B中示出的打印头(以下，也被称作实施方式)以及图1lA至图1lC中示出的打印头(以下，也被称作传统例)均包括具有如图1C中示出的构造的喷射口 32。参照图1C，与喷射口 32中的突起10的前端之间的距离H和突起10的宽度a相对应的区域形成作为第一区域的高流阻区域55，与其他区域相比，第一区域中液体更难移动，并且第一区域具有显著高的流阻。另外，其他区域，即，位于高流阻区域55的作为边界的两侧的区域(突起10的两侧的位置)形成作为第二区域的低流阻区域56，第二区域中液体相对容易移动。在实施方式和传统例中，从喷射口 32的大气侧开口面到发泡室侧开口面设置突起10。
[0079]首先，将对卫星液滴的减少效果进行说明。在从打印头喷射液体的过程中，当通过归因于加热器的加热所产生的气泡而将液体以柱状从喷射口向外部推出时，喷射口 32中的液体从喷射口的大气侧开口`面引入发泡室6。此时，待被引入的液体的弯液面落回到具有相对低的流阻的区域(图1C中的低流阻区域56)。另一方面，在突起10的前端之间的具有较高流阻的区域(图1C中的高流阻区域55)中，在喷射期间连接到柱状液体(液柱)的液面(液?吴)被保持。以此方式，嗔射口中的液体局部残留在突起的如端之间，由此能够减少与作为墨尾的液柱接触的液体的量，以使液柱在喷射口板的表面附近分离。因此，根据本实施方式和传统例的各打印头的构造，能够通过缩短墨尾来减少卫星液滴。
[0080]接着，将对待喷射的液滴的着落位置的偏离的防止效果进行说明。如上所述，图12Α和图12Β中的实施方式在喷射口中的突起在宽度方向上的构造方面与传统例不同。
[0081]在图1lA至图1lC的传统例中，设置在喷射口 32中的突起11在液体喷射方向上从大气侧开口面到发泡室侧开口面一致地具有相同的宽度a。在液体喷射过程中已落回的喷射口 32中的液体的弯液面在与由于加热器31加热而产生的气泡接触之前，沿着如上所述构造的突起11的壁面被划分成两部分以朝向发泡室6落下。结果，气泡和大气在距加热器31上的气泡的中心一定距离的位置处、在气泡界面中连通。
[0082]这里，由于加热器加热而产生的气泡的界面趋向于归因于例如吸收气泡和膜沸腾的微小变化等的微小干扰的影响而对于各喷射情况将略微地变化。因此，在液体的弯液面落回以建立气泡和大气之间的连通时，存在如下情况:如图1lA和图1lC所不在一个位置产生连通，或者如图1lB所示在多个位置产生连通。另外，存在如下情况:气泡和大气之间的连通位置在发泡室6的喷射口 32侧、加热器31侧或在这两侧。因此，传统例具有如下倾向:气泡和大气之间的连通状态(以下，也称作大气连通状态)对于每种情况来说略微不同，并且变得不稳定。
[0083]以此方式，在进行连续喷射时大气连通的场所或大气连通位置的数量对于每次喷射都不同的情况下，液体的喷射角度或喷射速度对于每次喷射都不同(参见图1lA至图H0.结果，喷射液体的着落位置发生偏离，由此导致图像劣化。这种现象趋于在连续打印时、以及在温度上升时、在大的打印占空(每单位面积打印介质上的墨施加量)等时容易发生。
[0084]另一方面，在图12A和图12B的实施方式中，设置在喷射口 32中的突起10形成为倒三角形状，该倒三角形状在大气侧开口面具有最大宽度a2，并且以宽度a2作为底边使宽度从最大宽度a2朝向发泡室侧开口面逐渐减小。换言之，以从喷射口 32到发泡室6朝向加热器31的中心方向逐渐收束的方式形成实施方式中的突起10。液体喷射过程中已落回的弯液面在与由于加热器31加热而产生的气泡接触之前，沿着如上所述构造的突起10的壁面朝向发泡室6落入到发泡室6。结果，气泡和大气在加热器31上的气泡的中心附近的气泡界面处连通，结果，多个大气连通位置存在于彼此接近的位置处。可选地，多个落回弯液面在大气连通之前连接形成一个弯液面，然后，该一个弯液面与加热器31上的气泡大气连通(参照图12B)。
[0085]以此方式，与传统例相比，在实施方式中，各种情况之间的大气连通状态差异较小，从而缓和不稳定的大气连通状态。结果，由于大气连通的场所或大气连通位置的数量对于每次进行连续喷射大致相同并且变得稳定，所以使得各次喷射中液体的喷射角度或喷射速度的变化小。结果，能够防止喷射液体在打印介质上的着落位置的偏离，抑制归因于该偏离的图像劣化。
[0086]如上所述，根据实施方式，能够缩短墨尾，从而减少卫星液滴，并且能够防止喷射液体在打印介质上的着落位置的偏离，从而抑制归因于该偏离的图像劣化。
[0087]本发明的第一实施方式不限于上述实施方式，还包括实现与实施方式的效果相同的效果的变型例。即，在上述实施方式中，喷射口中的突起10在宽度方向上的构造如图1D所示形成为倒三角形状，该倒三角形状在大气侧开口面具有最大宽度a2，并且以宽度a2作为底边使宽度从最大宽度a2朝向发泡室侧开口面逐渐减小。然而，适用于本发明的突起的构造还包括其他构造，在其他构造中，当突起在发泡室侧开口面处的宽度由al表示、突起的最大宽度由a2表示时，al〈a2的关系成立，并且突起的宽度从宽度a2的位置到宽度al的位置逐渐地或以逐级方式减小。
[0088]适用于本发明的喷射口中的突起的构造的非限定的具体示例在图1E至图1G中示出。图1E至图1G是打印头中的喷射口 32附近的沿着液体的喷射方向截取的截面图，并且是与流路5的纵向(X方向)正交的方向、即沿着流路5的宽度方向(以下，也称作Y方向)截取的图。在图1E的示例中，突起10在宽度方向上的构造形成为大致梯形形状，该梯形形状在大气侧开口面处具有最大宽度a2，并且以最大宽度a2作为下底、以发泡室侧开口面处的宽度al作为上底。在图1F的示例中，突起10在宽度方向上的构造在大气侧开口面和发泡室侧开口面之间的略微靠近大气侧开口面的位置具有最大宽度a2，并且突起的宽度朝向发泡室侧开口面处的宽度al逐渐变小。在图1G的示例中，突起10在宽度方向上的构造在大气侧开口面具有突起的最大宽度a2并且在发泡室侧开口面具有突起的最小宽度al，该构造的宽度在大气侧开口面和发泡室侧开口面之间逐级改变。即，在图1E至图1G的任意示例中，突起在发泡室侧开口面的宽度al〈突起的最大宽度a2的关系成立，并且突起10的宽度从宽度a2的位置朝向发泡室侧开口面逐渐地或以逐级方式减小。
[0089]在图1D至图1G的任意示例中，突起的宽度的大小在液体喷射方向上线性地变化，但突起的宽度不限于此。即，突起的侧面可以变为弯曲形状。
[0090]根据上述说明的本发明的第一实施方式，能够缩短墨尾，从而减少卫星液滴，能够防止喷射液体在打印介质上的着落位置的偏离，从而抑制归因于该偏离的图像劣化。
[0091](第二实施方式)
[0092]图2A至图2G示出本发明的第二实施方式，并且与第一实施方式中的图1A至图1G对应。对于与第一实施方式中的部件相同的部件，可以适用第一实施方式的相应说明。
[0093]参照图2C，当从外侧观察时，第二实施方式中的打印头设置有与第一实施方式相同的、大致圆形的喷射口，该喷射口具有两个相对的突起，这两个突起的前端间隔距离H并且各突起均具有宽度a和长度(从圆的假想圆周起的突出距离)b。参照图2A，突起10从喷射口 32的大气侧开口面延伸到发泡室6侧开口面。利用此构造，第二实施方式中的突起10在液体喷射过程中能够使喷射口 32中的液体局部残留在突起10的前端之间。由此，能够减少与作为墨尾的液柱接触的液体的量，并且能够使液柱在喷射口板的表面附近分离。因此，根据本实施方式中的构造，能够缩短墨尾，从而减少卫星液滴。
[0094]参照图2D至图2G，第二实施方式中的突起在宽度方向上的构造与第一实施方式中的突起在宽度方向上的构造相同。即，第二实施方式包括如下构造的突起:在该构造中，当突起在发泡室侧开口面处的宽度由al表示、突起的最大宽度由a2表示时，al〈a2的关系成立，并且突起的宽度从宽度a2的位置到宽度al的位置逐渐地或以逐级方式减小。根据此构造，在液体喷射过程中已落回的液体的弯液面在与由于加热器加热而产生的气泡接触之前沿着突起11的壁面朝向发泡室6落下。结果，气泡和大气在加热器31上的气泡的中心附近的气泡界面处连通，结果，多个大气连通位置存在于彼此接近的位置。可选地，多个落回的弯液面在大气连通之前连接形成一个弯液面，然后，该一个弯液面与加热器31上的气泡大气连通。因此，根据第二实施方式，能够稳定喷射过程中的大气连通状态，从而使各次喷射中的液体的喷射角度或喷射速度的变化减小。结果，能够防止喷射液体的着落位置的偏离，从而抑制归因于该偏离的图像劣化。
[0095]这里，在移除突起10的情况下，第二实施方式与第一实施方式不同之处在于喷射口 32的构造。即，在第一实施方式中，喷射口 32的构造在移除突起10的情况下具有大致圆筒形状。另一方面，在第二实施方式中，喷射口 32的构造在移除突起10的情况下具有锥形形状，在该锥形形状中，大致圆形形状的直径从大气侧开口面到发泡室侧开口面逐渐增大。利用这种构造，在第二实施方式中，整个喷射口 32的流阻小，所以难以发生归因于墨的粘稠性增加的喷射失败，并且喷射效率优异。因此，能够使加热器31的尺寸小，并且能够提供温度上升小的打印头。结果，根据本实施方式，能够抑制能够由着落位置的偏离引起的温度上升，从而进一步抑制着落位置的偏离的发生。
[0096](第三实施方式)[0097]图3A至图3G示出本发明的第三实施方式。对于与第一实施方式或第二实施方式中的部件相同的部件，可以适用第一实施方式或第二实施方式的相应说明。
[0098]将通过与第二实施方式对比来说明第三实施方式。在第二实施方式中，参照图2A和图2C，突起10的长度b (从圆的假想圆周起的突出距离)从喷射口的大气侧开口面到发泡室侧开口面为恒定的。因此，突起10的前端之间的距离H从喷射口的大气侧开口面朝向发泡室6侧开口面变大。另一方面，在第三实施方式中，突起10的长度b(从圆的假想圆周起的突出距离)以使得突起10的前端之间的距离H从喷射口的大气侧开口面到发泡室6侧开口面变得恒定的方式改变。即，喷射口中的圆的假想圆周从喷射口的大气侧开口面到发泡室6侧开口面以锥状伸展。另一方面，突起的长度b从喷射口的大气侧开口面朝向发泡室6侧开口面变长，并且将突起10的前端保持为彼此平行。
[0099]根据第三实施方式，能够缩短墨尾，从而稳定大气连通状态，并且通过与第二实施方式的构造类似的构造来抑制温度的上升。由此，能够使卫星液滴减少，并且能够抑制着落位置的偏离的产生。另外，根据第三实施方式，突起的前端保持为彼此大致平行具有强的液体保持力，使得能够进一步缩短墨尾并且增强卫星液滴的减少效果。
[0100](第四实施方式)
[0101]图4A至图4G示出本发明的第四实施方式。对于与第一实施方式中的部件相同的部件，可以适用第一实施方式的相应说明。
[0102]将通过与第一实施方式比较来说明第四实施方式。在第一实施方式中，喷射口 32的构造在移除突起10的情况下具有大致圆筒形状。另一方面，在第四实施方式中，在移除突起10的情况下喷射口 32的构造是通过具有不同直径的大致圆筒组合而成的，在该组合中，各直径从大气侧开口面到发泡室侧开口面逐级增大。喷射口 32中的突起10的长度b(从圆的假想圆周起的突出距离)在液体喷射方向上以使得突起10的前端之间的距离H变为恒定的方式逐级改变。
[0103]根据第四实施方式，能够缩短墨尾从而通过与第一实施方式的构造类似的构造来稳定大气连通状态。由此，能够使卫星液滴减少，并且能够抑制着落位置的偏离的产生。另夕卜，根据第四实施方式的、喷射口中的圆的假想圆周从喷射口的大气侧开口面朝向发泡室侧开口面逐级增加的构造，使整个喷射口 32的流阻变小，所以难以发生归因于墨的粘稠性增加的喷射失败，并且喷射效率优异。因此，能够使加热器31的尺寸小，并且能够提供温度上升小的打印头。结果，根据第四实施方式，能够抑制可以由着落位置的偏离引起的温度上升，从而进一步抑制着落位置的偏离的发生。
[0104]应该注意的是，在图4A中，在移除突起的情况下喷射口的构造是由具有不同直径的两个大致圆筒组合而成的构造，但本发明不限于此，可以采用由具有不同直径的三个或更多个大致圆筒组合而成的构造作为在移除突起的情况下的构造。
[0105](其他实施方式)
[0106]通过使用喷射口 32中的两个突起10以突起的突出方向与流路5的纵向(X方向)一致的方式配置的示例说明了上述任意实施方式。然而，本发明不限于此。即，在本发明的打印头中，喷射口 32中的两个突起10可以以突起10的突出方向与流路5的宽度方向(Y方向)一致或相对于X方向和Y方向倾斜的方式配置。
[0107]通过使用大致圆形的喷射口 32具有两个相对的突起10并且突起的前端间隔距离H的示例说明上述任意实施方式，但本发明不限于此。即，在本发明中，突起的数量不限于两个，并且喷射口可以包括如图5A所示的一个突起、如图5B所示的三个突起或更多个突起。突起在喷射口中对称地配置，使得最短距离H的间隙形成于突起的前端之间。当突起的数量为一个时，突起的前端之间的间隙表示从突起的前端到喷射口的内壁的最短距离。在设置多个突起的情况下，各突起的构造可以被设定为尺寸彼此不同。本发明具有如下的一个特征:形成于喷射口中的突起形成间隙H，间隙H是与其他区域相比具有相对高的流阻的区域，并且该高流阻区域的流阻与低流阻区域的流阻相比差异很大。优选地是，在多个突起的情况下，考虑到对称性，待被喷射的液体的着落位置的偏离难以发生。另一方面，当突起的数量过多时，喷射口的构造变得复杂，导致容易产生液体的堵塞。因此，优选局部地设置突起，还优选地，与除了没有突起以外具有相同构造的喷射口的流阻相比，低流阻区域中的流阻不太高。利用这种结构，喷射口 32在与液体喷射方向垂直的平面上的内周构造不限于圆形，还可以采用椭圆形、四边形等任意构造。
[0108]虽然已经参考示例性实施方式描述了本发明，但是应理解，本发明并不局限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求书的范围应符合最宽泛的阐释，以涵盖全部这样的变型、等同结构和功能。
[0109]本申请要求2011年8月25日提交的日本专利申请N0.2011-183559的优先权，其全部内容通过引用包含于此。
[0110]附图标记说明
[0111]5 流路
[0112]6 发泡室
[0113]10 突起
[0114]31发热元件(加热器)
[0115]32 喷射口
[0116]35喷射口板
[0117]35a喷射口板表面
[0118]36流路壁
[0119]55高流阻区域
[0120]56低流阻区域
[0121]L 喷射口的最大直径
[0122]H 从突起前端到喷射口内壁的最短距离
[0123]a 突起的宽度
[0124]al突起在喷射口的发泡室侧开口面处的宽度
[0125]a2突起在与液体喷射方向垂直的平面处的最大宽度
[0126]b 突起的长度
【权利要求】
1.一种打印头，其包括: 能量产生元件； 用于容纳被从所述能量产生元件施加能量的液体的室；以及 喷射口，其配置在与所述能量产生元件对应的位置，用于将液体从所述室喷射到外部，其中，从所述能量产生元件向所述室中的液体施加能量，以从所述喷射口喷射液体， 其中，所述喷射口包括: 向所述喷射口的内侧突出的至少一个突起，所述喷射口具有第一区域和第二区域，其中，所述第一区域位于所述突起的前端和所述喷射口的距所述前端最短距离处的内壁之间，所述第二区域位于所述突起的两侧并且与所述第一区域不同，并且 当所述突起在所述喷射口的室侧开口面处的宽度由al表示并且所述突起的最大宽度由a2表示时，式al〈a2的关系成立，并且所述突起的宽度从具有a2的宽度的位置到所述室侧开口面逐渐地或以逐级方式减小。
2.根据权利要求1所述的打印头，其中， 所述突起的数量是2个。
3.根据权利要求2所述的打印头，其中， 以所述突起的突出方向与将液体供给到所述室的方向平行的方式设置所述突起。
4.根据权利要求3所述的打印头，其中， 在沿着与将液体供给到所述室的方向垂直的方向并且沿着将液体从所述室喷射到外部的方向截取的截面中，所述突起形成为锥形形状，该锥形形状在所述喷射口的大气侧开口面处具有最大宽度a2，并且该锥形形状的宽度从所述喷射口的所述大气侧开口面到所述室侧开口面逐渐减小。
5.根据权利要求3所述的打印头，其中， 在沿着与将液体供给到所述室的方向垂直的方向并且沿着将液体从所述室喷射到外部的方向截取的截面中，所述喷射口在移除所述突起的情况下的构造形成为从所述大气侧开口面朝向所述室侧开口面逐渐增大的锥形形状。
6.根据权利要求3所述的打印头，其中， 在沿着与将液体供给到所述室的方向垂直的方向并且沿着将液体从所述室喷射到外部的方向截取的截面中，所述突起在所述喷射口的大气侧开口面处具有最大宽度a2，并且所述突起的宽度从所述喷射口的所述大气侧开口面朝向所述室侧开口面以逐级方式减小。
7.根据权利要求6所述的打印头，其中， 在沿着与将液体供给到所述室的方向垂直的方向并且沿着将液体从所述室喷射到外部的方向截取的截面中，所述喷射口在移除所述突起的情况下具有从所述大气侧开口面朝向所述室侧开口面以逐级方式增大的构造。
8.根据权利要求2所述的打印头，其中， 所述突起被设置为具有与将液体供给到所述室的方向垂直的突出方向。
9.根据权利要求8所述的打印头，其中， 在沿着与将液体供给到所述室的方向平行的方向并且沿着将液体从所述室喷射到外部的方向截取的截面中，所述突起形成为锥形形状，该锥形形状在所述喷射口的大气侧开口面处具有最大宽度a2，并且该锥形形状的宽度从所述喷射口的所述大气侧开口面朝向所述室侧开口面逐渐减小。
10.根据权利要求8所述的打印头，其中， 在沿着与将液体供给到所述室的方向平行的方向并且沿着将液体从所述室喷射到外部的方向截取的截面中，所述喷射口在移除所述突起的情况下的构造形成为从所述大气侧开口面到所述室侧开口面逐渐增大的锥形形状。
11.根据权利要求8所述的打印头，其中， 在沿着与将液体供给到所述室的方向平行的方向并且沿着将液体从所述室喷射到外部的方向截取的截面中，所述突起在所述喷射口的大气侧开口面处具有最大宽度a2，并且所述突起的宽度从所述喷射口的所述大气侧开口面朝向所述室侧开口面以逐级方式减小。
12.根据权利要求11所述的打印头，其中， 在沿着与将液体供给到所述室的方向平行的方向并且沿着将液体从所述室喷射到外部的方向截取的截面中，所述喷射口在移除所述突起的情况下具有从所述大气侧开口面朝向所述室侧开口面以逐级方式增大的构造。
13.—种喷墨打印设备，其使用`根据权利要求1至12中的任一项所述的打印头。
【文档编号】B41J2/14GK103764399SQ201280040442
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月10日 优先权日:2011年8月25日
【发明者】富泽惠二, 及川真树 申请人:佳能株式会社