ГОЛОВКА ДЛЯ СТРУЙНОГО ПЕЧАТАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2011 года по МПК B41J2/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к головке для струйного печатающего устройства, в частности к конструкции каналов для чернил в головке для струйного печатающего устройства, которые направляют чернила от общей резервной камеры для чернил головки для струйного печатающего устройства к соплам для выбрасывания чернил головки для струйного печатающего устройства.

Предшествующий уровень техники

Головка для струйного печатающего устройства имеет каналы для чернил, которые направляют чернила от общей резервной камеры для чернил головки для струйного печатающего устройства к соплам для выбрасывания чернил головки для струйного печатающего устройства. В обычной головке для струйного печатающего устройства (головке для струйного печатающего устройства в соответствии с предшествующим уровнем техники) все каналы для чернил одинаковые по высоте (Выложенная японская патентная заявка № 10-235855). Таким образом, если обычная струйная печать сконструирована так, что ее сопла для выбрасывания чернил выполнены нелинейным образом, например, ступенчато, исходя из направления, в котором выполнены сопла, каналы для чернил становятся различными по длине. Это различие по длине каналов для чернил иногда нарушающим образом влияет на выполнение выбрасывания чернил головки для струйного печатающего устройства и/или делает соседние два сопла для выбрасывания чернил различными по количеству чернил, которое они выбрасывают. Поэтому обычная головка для струйного печатающего устройства должна быть сконструирована так, чтобы каждый из ее каналов для чернил стал оптимальным по сопротивлению потока для того, чтобы делать все сопла для выбрасывания чернил равными в выполнении выбрасывания чернил.

В последние годы струйный принтер начали использовать для печати фотографических изображений, и поэтому головка для струйного печатающего устройства непрерывно увеличивается по плотности ее сопел для выбрасывания чернил, в то время как поверхность головки для струйного печатающего устройства, которая имеет отверстия сопел, остается ограниченной по размеру. Таким образом, чтобы сделать множество каналов для чернил описанного выше типа равными по сопротивлению потока, головку для струйного печатающего устройства стали конструировать так, чтобы каналы для чернил были выполнены различными в поперечном сечении; при этом когда их поддерживают одинаковыми по высоте, их выполняют различными по ширине.

Чтобы сделать различными по ширине каналы для чернил, которые находятся непосредственно в соединении один с одним с соплами для выбрасывания чернил, которые выполнены с высокой плотностью, необходимо уменьшать по толщине (размер исходя из направления, в котором сопла для выбрасывания чернил выровнены) стенки каналов для чернил (Фиг.11-14). Уменьшение стенок каналов для чернил по толщине уменьшает по размеру площадь контакта между каждой стенкой и основанием, на котором образованы каналы для чернил, поэтому, делая возможным то, что, когда стенки подвергают давлению выбрасываемых чернил, стенки становятся отделенными от основания, и отделение стенок данного сопла для выбрасывания чернил вызывает уменьшение давления для выбрасываемых чернил в соседнем сопле для выбрасывания чернил.

Решение описанной выше проблемы состоит в ограничении ширины каждого канала для чернил, чтобы поддерживать боковые стенки каждого канала для чернил достаточно толстыми для противостояния давлению, создаваемому для выбрасываемых чернил, и увеличении высоты каждого канала для чернил, чтобы компенсировать ограничение по ширине. Однако это решение создает следующую проблему. Поскольку каждый канал для чернил непосредственно соединен с соответствующим соплом для выбрасывания чернил, увеличивая канал для чернил по высоте, увеличивают расстояние между отверстием соответствующего сопла для выбрасывания чернил и средством (элементом генерирования энергии) для выбрасывания чернил, и увеличение этого расстояния изменяет количество выбрасываемых чернил из сопла для выбрасывания чернил. Поэтому, чтобы сделать все сопла для выбрасывания чернил головки для струйного печатающего устройства равными по количеству выбрасываемых чернил, делая более длинный канал для чернил большим по высоте, чем более короткие каналы для чернил, необходимо выполнять регулирование, уменьшая по толщине измерительную диафрагму (элемент, который составляет боковую стену сопла для выбрасывания чернил и боковые и верхние стенки канала для чернил).

Однако изменение по толщине измерительной диафрагмы влияет на прочность измерительной диафрагмы. Таким образом, если происходит, что пластина с отверстиями сформирована из смолы, возникает проблема в том, что, если ее поддерживать в контакте с чернилами в течение долгого времени, она деформируется (разбухает). В качестве одного из примеров технологических решений этой проблемы, известна головка для струйного печатающего устройства, раскрытая в патенте № 6561632 США. Как показано на Фиг.15, в случае этой головки для струйного печатающего устройства каналы 101 и 102 для чернил, которые являются различными по длине, подбирают по сопротивлению потоку чернил, делая их различными по размеру поперечного сечения, делая их различными по ширине. Однако эта компоновка обеспечивает проблему, состоящую в том, что она не работает, если каждый канал для чернил не обеспечен своей собственной резервной камерой для чернил. Это создает проблему, связанную с изготовлением головки для струйного печатающего устройства, за исключением основания, в котором образуют впускные отверстия для чернил, не уменьшая по толщине, - невозможно точно образовать по форме многократные резервные камеры для чернил, одну для каждого канала для чернил.

Кроме того, согласно Фиг.16 в случае головки для струйного печатающего устройства, в которой соседние два канала для чернил находятся на одинаковом расстоянии от резервной камеры для чернил, но соответствующие сопла для выбрасывания чернил различны по размерам площадей поперечных сечений, являясь поэтому различными по количеству выбрасываемых чернил, канал для чернил, соединенный с соплом для выбрасывания чернил, которое больше по количеству выбрасываемых чернил, должен быть больше по ширине, потому что он должен подавать соплу для выбрасывания чернил большее количество чернил, чем количество чернил, подаваемое соплу для выбрасывания чернил, соединенному с другим каналом для чернил. Это создает следующую проблему. То есть в случае головки для струйного печатающего устройства, каналы для чернил, которые являются сопоставимыми по высокой плотности, чтобы увеличивать по ширине канал для чернил, соединенный с соплом для выбрасывания чернил, большим по количеству выбрасываемых чернил, канал для чернил, соединенный с соплом для выбрасывания чернил, который является меньшим по количеству выбрасываемых чернил, должен быть уменьшен по ширине. Это создает проблему, состоящую в том, что более узкий канал для чернил иногда не в состоянии снабжать соответствующее сопло для выбрасывания чернил достаточным количеством чернил, то есть иногда это оказывается недостаточным по частоте пополнения чернил. Кроме того, в случае конструкции головки для струйного печатающего устройства, показанной на Фиг.16, в которой каналы для чернил, соединенные один с одним с соплами для выбрасывания чернил, которые являются меньшими по количеству выбрасываемых чернил, являются более узкими, чем каналы для чернил, соединенные один с одним с соплами для выбрасывания чернил, которые являются большими по количеству выбрасываемых чернил, нельзя обеспечить то, что стенки каналов для чернил будут удовлетворительно толстыми. Чтобы решить эту проблему, каналы для чернил должны быть ограничены по ширине, создавая трудности для обеспечения надежного устройства струйной печати, сопла для выбрасывания чернил которого выполнены с высокой плотностью.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение было сделано вследствие описанных выше проблем, и поэтому главная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить конструктивное выполнение канала для чернил, который позволяет обеспечивать головку для струйного печатающего устройства, являющуюся удовлетворительной по толщине боковых стенок каждого из ее каналов для чернил, и каналы для чернил которой являются подходящими по сопротивлению потоку чернил, в которой сопротивление потоку чернил каждого канала для чернил соответствует количеству выбрасываемых чернил соответствующим соплом для выбрасывания чернил. Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ изготовления головки для струйного печатающего устройства, имеющей вышеописанную конструкцию. Другими словами, главная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить такое конструктивное построение головки для струйного печатающего устройства, которое может решить вышеописанные проблемы для головки для струйного печатающего устройства, в которой соседних два канала для чернил являются различными по количеству выбрасываемых чернил с помощью сопел для выбрасывания чернил, которые находятся непосредственно в соединении с двумя каналами для чернил одно с одним, и головки для струйного печатающего устройства, в которой соседних два канала для чернил являются различными по длине, то есть расстоянию от резервной камеры для чернил до сопла для выбрасывания чернил.

Согласно объекту настоящего изобретения головка для струйного печатающего устройства, содержащая основание, имеющее впускной канал для чернил; эжекционное выпускное отверстие для выталкивания чернил, подаваемых через упомянутый впускной канал; участок протока, который обеспечивает сообщение по текучей среде между упомянутым впускным каналом и упомянутым эжекционным выпускным отверстием; в которой упомянутый участок протока включает в себя близлежащий участок, который является близлежащим к упомянутому основанию, и отдаленный участок, который является отдаленным от упомянутого основания, и ширина близлежащего участка отличается от ширины отдаленного участка по плоскости сечения, перпендикулярной к направлению потока чернил, и в которой между близлежащим участком и отдаленным участком обеспечен ступенчатый участок.

Следующие предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают возможность соответствия сопротивления потока каждого из каналов для чернил головки для струйного печатающего устройства, в которой соседних два сопла для выбрасывания чернил являются различными по количеству выбрасываемых чернил, или головки для струйного печатающего устройства, в которой соседних два канала для чернил являются различными по длине, или отличия (количества, которым сопло для выбрасывания чернил выбрасывает чернила) сопла для выбрасывания чернил, которое находится непосредственно в соединении с каналом для чернил. Поэтому они позволяют обеспечить надежную головку для струйного печатающего устройства, каналы для чернил которой выполнены с высокой плотностью. Другими словами, они позволяют обеспечить головку для струйного печатающего устройства, в которой не только сопротивление потоку каждого канала для чернил соответствует длине канала для чернил и количеству выбрасываемых чернил сопла для выбрасывания чернил, которое находится непосредственно в соединении с каналом для чернил, но также и боковые стенки каждого сопла для чернил являются достаточно толстыми, чтобы противостоять давлению, создаваемому для выбрасывания чернил.

Эти и другие цели, особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными после рассмотрения следующего описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, принимаемого совместно с прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - сквозное изображение сверху головки для струйного печатающего устройства в первом варианте осуществления настоящего изобретения, показывающий сопла для выбрасывания чернил и каналы для чернил головки для струйного печатающего устройства.

Фиг.2 - вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства на Фиг.1, в плоскости А-А' на Фиг.1.

Фиг.3 - вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства на Фиг.1, в плоскости B-B' на Фиг.1.

Фиг.4 - вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства на Фиг.1, в плоскости C-C' на Фиг.1.

Фиг.5(a)-(d) - виды в разрезе пресс-форм для соседних двух участков канала для чернил головки для струйного печатающего устройства в первом варианте осуществления настоящего изобретения на различных стадиях изготовления каналов для чернил головки для струйного печатающего устройства.

Фиг.6 - сквозное изображение сверху головки для струйного печатающего устройства во втором варианте осуществления настоящего изобретения, показывающий отверстия сопел для выбрасывания чернил головки для струйного печатающего устройства, и соответствующие каналы для чернил головки для струйного печатающего устройства.

Фиг.7 - вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства на Фиг.6, в плоскости D-D' на Фиг.6.

Фиг.8 - схематичный вид в разрезе одного из примеров модификации головки для струйного печатающего устройства во втором варианте осуществления.

Фиг.9 - схематичный вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства в третьем варианте осуществления настоящего изобретения, показывающий соседних два канала для чернил.

Фиг.10 - схематичный вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства в четвертом варианте осуществления настоящего изобретения, показывающий соседних два канала для чернил.

Фиг.11 - вид сверху обычной головки для струйного печатающего устройства (струйной печати в соответствии с предшествующей техникой), показывающий соседних два канала для чернил, которые являются различными по длине, и их соседство.

Фиг.12 - вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства на Фиг.11, в плоскости F-F' на Фиг.11.

Фиг.13 - воображаемый вид сверху обычной головки для струйного печатающего устройства.

Фиг.14 - вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства на Фиг.13, в плоскости G-G' на Фиг.13.

Фиг.15 - чертеж обычной головки для струйного печатающего устройства.

Фиг.16 - чертеж обычной головки для струйного печатающего устройства.

Лучший вариант осуществления изобретения

Далее предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Следующие предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на головки для струйного печатающего устройства, которые используют способ печати, вызывающий выбрасывание чернил в форме капельки чернил, используя энергию от пузырьков, создаваемых в чернилах, с помощью нагревания чернил. Однако варианты осуществления не предназначены, чтобы ограничивать объем настоящего изобретения.

1 вариант осуществления

Фиг.1 представляет сквозное изображение сверху головки для струйного печатающего устройства в первом варианте осуществления настоящего изобретения и показывающий сопла для выбрасывания чернил и соответствующие каналы для чернил головки для струйного печатающего устройства. Фиг.2 представляет вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства, показанной на Фиг.1, в плоскости А-А' (которая является перпендикулярной к направлению подачи чернил) на Фиг.1, и Фиг.3 представляет вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства, показанной на Фиг.1, в плоскости В-В' (которая является параллельной направлению подачи чернил) на Фиг.1. Фиг.4 представляет вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства, показанной на Фиг.1, в плоскости С-С' (которая является перпендикулярной к направлению подачи), на Фиг.1.

Как показано на Фиг.1-4, головка для струйного печатающего устройства в этом варианте осуществления имеет: множество вырабатывающих энергию элементов 14 (нагревателей) в качестве средства вырабатывания энергии; основание 2, в котором имеется резервная камера 1 для чернил; и пластину 3 (называемую пластиной с отверстиями) для того, чтобы образовывать каналы для чернил, связанные с верхней поверхностью основания 2. Образующая каналы прохода для чернил пластина 3 является элементом для образования: множества камер 4 вырабатывания пузырьков (жидкостных камер), в которых расположены нагреватели, один для одной; множества сопел 5 для выбрасывания чернил, которые соединены с камерами 4 образования пузырьков, одно для одной, и через которые выбрасываются выполняющие печать жидкие капельки (жидкие капельки чернил); и множества каналов 6 для чернил, которые соединяют резервную камеру 1 для чернил и камеры 4 образования пузырьков, одну с одной. Как показано на Фиг.1, головка для струйного печатающего устройства сконструирована так, что камеры вырабатывания пузырьков, в которых расположены нагреватели, и сопла 5 для выбрасывания чернил выполнены в ступенчатой конфигурации. Более конкретно, головка для струйного печатающего устройства в этом варианте осуществления имеет множество относительно более длинных каналов для чернил и множество относительно более коротких каналов для чернил, и они выполнены так, что более длинный канал для чернил и короткий канал для чернил расположены поочередно, исходя из направления, перпендикулярного к каналам для чернил.

Фиг.1 показывает четыре камеры 4 образования пузырьков, которые находятся в соединении с четырьмя соплами 5 для выбрасывания чернил, одна для одного. Однако реальная головка для струйного печатающего устройства имеет намного больше, чем четыре камеры 4 образования пузырьков, которые выполнены в ступенчатой конфигурации, в горизонтальном направлении чертежа. Хотя не показана на Фиг.1, резервная камера 1 для чернил находится на противоположной стороне каналов 6 для чернил от сопел 5 для выбрасывания чернил. Отверстие резервной камеры 1 для чернил является длинным и узким на стороне канала для чернил и продолжается в направлении, примерно параллельном линии А-А' на Фиг.1.

Каждый канал 6 для чернил в этом варианте осуществления имеет так называемую двухъярусную структуру; он состоит из первого участка 6A, который находится в контакте с верхней поверхностью основания 2, и второго участка 6B, который находится сверху первого участка 6A.

Дополнительно камеры 4 образования пузырьков, которые ведут к соплам 5 для выбрасывания чернил, одна для одного, через соответствующие каналы 6 для чернил, выполнены в ступенчатой конфигурации. Таким образом, соседние два канала 6 для чернил отличаются по длине. В общем, более длинный канал 6 для чернил (который в дальнейшем будет упоминаться как длинный канал для чернил) является большим по сопротивлению потоку, чем более короткий канал 6 для чернил (который в дальнейшем будет упоминаться как короткий канал для чернил). Таким образом, чтобы уравнивать соседние два канала для чернил, которые являются различными по длине, по количеству выбрасываемых чернил из сопла для выбрасывания чернил, соединенного с ним же, а также в отрезок времени, необходимый для пополнения, длинный канал для чернил должен быть большим в поперечном сечении, чем короткий канал для чернил.

Поэтому в этом варианте осуществления в соседних двух каналах 6 для чернил первый участок 6A длинного канала 6 для чернил выполняют с насколько возможной большей шириной в пределах диапазона, в котором можно обеспечивать заданное расстояние L между первым участком 6A длинного канала 6 для чернил и камерой 4 вырабатывания пузырьков, которая находится в соединении с коротким каналом для чернил (Фиг.2). Более конкретно, ширина первого участка 6A длинного канала для чернил в этом варианте осуществления составляет 8 мкм. Заданное расстояние L (ширина) является таким расстоянием, которое является необходимым для боковых стенок 7 каждого канала для чернил, которые должны быть достаточно толстыми, чтобы обеспечивать между боковыми стенками 7 и основанием 2 площадь контакта, достаточно большую, чтобы предотвращать отделение боковых стенок 7 от основания 2 давлением, вырабатываемым для выбрасывания чернил. Кроме того, если расширение первого участка 6A длинного канала для чернил недостаточно, чтобы сделать длинный канал для чернил таким же большим в поперечном сечении, как желательно, второй участок 6B длинного канала для чернил, который находится сверху участка 6A длинного канала для чернил, расширяют, чтобы компенсировать разницу длинного канала для чернил между желательным размером и размером, достижимым расширением первого участка 6A.

Более конкретно, как показано на Фиг.4, соседние два канала для чернил, то есть один короткий канал для чернил и один длинный канал для чернил, являются такими же по высоте, как участки 6A и 6B. Однако ширина первого участка 6A длинного канала для чернил больше, чем ширина первого участка 6A короткого канала для чернил, а ширина второго участка 6B длинного канала для чернил больше, чем ширина первого участка 6A такого же длинного канала для чернил. Кстати, в этом варианте осуществления ширина второго участка 6B короткого канала для чернил меньше, чем первый участок 6A такого же короткого канала для чернил. Другими словами, относительно длинный канал для чернил является более широким на противоположной стороне от основания, чем на стороне основания, тогда как относительно более короткий канал для чернил является более узким на противоположной стороне от основания 2, чем на стороне основания. Также в этом варианте осуществления имеется ступенька на границе между первым и вторым участком 6A и 6B каждого канала для чернил. Применение этого конструктивного построения может обеспечивать каждый канал для чернил достаточной прочностью и обеспечивает то, что, даже если каналы для чернил выполнены с высокой плотностью, боковые стенки каждого канала для чернил остаются приклеенными к основанию 2. Кроме того, в этом варианте осуществления головка для струйного печатающего устройства сконструирована так, что боковые стенки первого и второго участков 6A и 6B каждого канала для чернил перпендикулярны основанию 2. Однако это конструктивное построение не предназначено для ограничения объема настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение применимо к головке для струйного печатающего устройства, в которой боковые стенки каналов для чернил наклонены относительно основания так же эффективно, как в головке для струйного печатающего устройства, в которой боковые стенки каналов для чернил являются перпендикулярными к основанию. В случае такой головки для струйного печатающего устройства желательно, чтобы боковые стенки каждого канала для чернил были наклонены так, что чем больше расстояние от основания, тем меньше ширина каждого канала для чернил, с учетом эффективности подачи чернил.

Затем способ изготовления головки для струйного печатающего устройства в этом варианте осуществления, в частности участка канала для чернил головки для струйного печатающего устройства, будет описан в отношении соседних двух каналов для чернил. Фиг.5(a)-(d) представляют виды в разрезах пресс-форм для соседних двух каналов для чернил в головке для струйного печатающего устройства в первом варианте осуществления по настоящему изобретению для струйного печатающего устройства печати.

Сначала, как показано на Фиг.5(a), слой 8 для образования пресс-формы 13 для первого участка 6A каналов для чернил был образован на основании 2, на котором представлены нагреватели (не показаны) и полупроводниковая схема для снабжения нагревателей электроэнергией, покрывая основание 2 материалом для слоя 8. В качестве материала для слоя 8 (пресс-форм 13) использовали ODUR1010 (изделие Tokyo Ooka Kogyo, Co., Ltd.). Толщина слоя 8 составляла 14 мкм.

Затем, как показано на Фиг.5(b), слой 9 для образования пресс-форм 11 для вторых участков 6B каналов для чернил был образован на слое 8 покрытием слоя 8 материалом для слоя 9. В качестве материала для слоя 9 (пресс-форм 11) использовали PMMA (полиметилметакрилат). Толщина слоя 9 составляла 5 мкм.

Затем, как показано на Фиг.5(c), слой 9 был экспонирован с использованием маскировочного покрытия 10, имеющего рисунок для образования пресс-форм 11 (Фиг.4), используя фотолитографский способ, и был образован образованием пресс-форм 11 для вторых участков 6B каналов для чернил. Во время этого этапа свет, используемый для экспонирования слоя 9, был отфильтрован для удаления диапазона длин волн, используемого для экспонирования слоя 8. Дополнительно, чтобы предотвращать растворение пресс-форм 11 во время создания слоя 8 для образования первых участков 6A каналов для чернил, который был выполнен позже, пресс-формы 11 нагревали до 150°C.

Затем, как показано на Фиг.5(d), слой 8 для образования пресс-форм 13 для первых участков 6A каналов для чернил был экспонирован с использованием маскировочного покрытия 12, имеющего рисунок для образования пресс-форм 13 (Фиг.4) для первых участков 6A каналов для чернил, используя фотолитографский способ, и был образован образованием пресс-форм 13 для первых участков 6A каналов для чернил. Во время этого этапа свет, используемый для экспонирования слоя 8, был отфильтрован для удаления диапазона длин волн, используемых для экспонирования слоя 9.

Затем материал для образования элемента 3 образования канала для чернил был покрыт на основании 2 (включая пресс-формы 11 и 13), а сопла 5 для выбрасывания чернил были образованы копированием, защищая поверхность элемента 3 образования канала для чернил, фотолитографским способом (не показан). Затем резервная камера 1 для чернил была образована в элементе 3 образования канала для чернил травлением элемента 3 образования канала для чернил, от задней стороны элемента 3 образования канала для чернил. Затем защитная пленка на элементе 3 образования канала для чернил была удалена. Затем удалили пресс-формы 13 для первых участков 6A каналов для чернил и пресс-формы 11 для вторых участков 6B каналов для чернил. Затем элемент 3 образования канала для чернил был полностью отвержден. Наконец, основание 2 нарезали на кристаллы, чтобы выработать многократные отдельные головки для струйного печатающего устройства, заканчивая процесс изготовления головки для струйного печатающего устройства в соответствии с настоящим изобретением.

2 вариант осуществления

Фиг.6 представляет воображаемый вид сверху головки для струйного печатающего устройства во втором варианте осуществления настоящего изобретения, в частности сопел для выбрасывания чернил, и соответствующих каналов для чернил головки для струйного печатающего устройства. Фиг.7 представляет вид в разрезе головки для струйного печатающего устройства, показанной на Фиг.6, в плоскости D-D' на Фиг.6. На этих чертежах, которые используются для описания этого варианта осуществления, конструктивные элементы, подобные конструктивным элементам в первом варианте осуществления, обозначены подобными ссылочными позициями, аналогичными ссылочным позициям, используемым для аналогичных конструктивных элементов в первом варианте осуществления, и не будут описаны; будут описаны только конструктивное построение и компоненты, которые отличают этот вариант осуществления от первого варианта осуществления.

Как показано на Фиг.6 и 7, в этом варианте осуществления камеры 4 вырабатывания пузырьков, которые находятся в соединении с соответствующими соплами 5 для выбрасывания чернил, соединены по прямой линии, параллельной направлению, в котором выполнены сопла для выбрасывания чернил, а соседних два канала для чернил 6 являются такими же по длине. Однако соседних два сопла для выбрасывания чернил отличаются по размеру своих отверстий. Таким образом, прямая линия сопел для выбрасывания чернил включает в себя сопла 5A для выбрасывания чернил, которые имеют меньшие по размеру свои отверстия, и сопла 5B для выбрасывания чернил, которые имеют большие по размеру свои отверстия, при этом сопла 5 для выбрасывания чернил выполнены так, что сопло 5A и сопло 5B размещены поочередно, исходя из направления, в котором они выровнены. Очевидно, количество, в котором сопла 5B для выбрасывания чернил выбрасывают чернила, больше, чем количество, в котором сопла 5A для выбрасывания чернил выбрасывают чернила. Другими словами, в этом варианте осуществления канал для чернил, который находится в соединении с большим соплом 5B для выбрасывания чернил, больше по ширине на противоположной стороне от основания, чем на стороне основания, тогда как канал для чернил, который находится в соединении с маленьким соплом для 5B выбрасывания чернил, является более узким на противоположной стороне от основания, чем на стороне основания.

В случае головки для струйного печатающего устройства, типа вышеописанной, чтобы снабжать сопло для выбрасывания чернил, которое является большим по количеству выбрасываемых чернил, достаточным количеством чернил, канал 6 для чернил в соединении с этим соплом для выбрасывания чернил должен быть более широким, как показано на Фиг.16. Поэтому иногда происходит, что для предотвращения компенсации недостаточной толщины боковых стенок канала для чернил, канал 6 для чернил, находящийся в соединении с соплом 5A для выбрасывания чернил, который является меньшим по количеству выбрасываемых чернил, необходимо уменьшать по ширине.

Поэтому в этом варианте осуществления в качестве меры противодействия вышеописанной проблеме, соседних два канала для чернил выполняют равными по ширине первого участка 6A канала для чернил, но выполняют разными по ширине второго участка 6B канала для чернил. Более конкретно, участок 6B канала 6 для чернил, соединенный с соплом для выбрасывания чернил, который является большим по количеству выбрасываемых чернил, является более широким, чем участок 6A такого же канала для чернил. Кроме того, ширина второго участка 6B канала 6 для чернил, который соединен с соплом для выбрасывания чернил, которое больше по количеству выбрасываемых чернил, является большей, чем второй участок 6B канала 6 для чернил, который находится в соединении с соплом для выбрасывания чернил, которое является меньшим по количеству выбрасываемых чернил. Кроме того, ширина второго участка 6B канала 6 для чернил, находящегося в соединении с соплом для выбрасывания чернил, которое является меньшим по количеству выбрасываемых чернил, является более узкой, чем первый участок 6A такого же канала для чернил. Кстати, соседних два канала для чернил выполнены одинаковыми по высоте участка 6A и высоте участка 6B.

Конструкция вторых участков 6B, как описано выше, обеспечивает возможность того, что боковые стенки каждого канала для чернил остаются приклеенными к основанию, а также то, что канал 6 для чернил, находящийся в соединении с соплом 5A для выбрасывания чернил, которое является меньшим по количеству выбрасываемых чернил, является удовлетворительным, исходя из частоты пополнения, даже если каналы для чернил расположены рядом с высокой плотностью. Кроме того, это обеспечивает то, что канал для чернил, который находится в соединении с соплом для выбрасывания чернил, являющимся большим по количеству выбрасываемых чернил, удовлетворителен по количеству выбрасываемых чернил через канал для чернил. Поэтому головка для струйного печатающего устройства в этом варианте осуществления работоспособна даже для высокоскоростного принтера для струйной печати.

На Фиг.8 показана измененная версия головки для струйного печатающего устройства в этом варианте осуществления. Фиг.8 представляет схематичный вид в разрезе соседних двух каналов для чернил, которые являются различными по количеству выбрасываемых чернил соответствующими соплами для выбрасывания чернил. В случае примера, показанного на этом чертеже, два канала 6 для чернил являются такими же по ширине и высоте участка 6A, и только канал 6 для чернил (канал для чернил на правой стороне на Фиг.8), который является большим по количеству выбрасываемых чернил соответствующим соплом для выбрасывания чернил, обеспечен вторым участком 6B, который находится сверху участка 6A. Настоящее изобретение можно также применять к этой измененной версии головки для струйного печатающего устройства, показанной на Фиг.8, настолько эффективно, как это должно быть для головки для струйного печатающего устройства, показанной на Фиг.6 и 7.

3 вариант осуществления

Фиг.9 представляет схематичный вид в разрезе соседних двух каналов для чернил в головке для струйного печатающего устройства в третьем варианте осуществления настоящего изобретения. На чертеже конструктивные элементы, которые являются такими же, как аналогичные элементы в первом варианте осуществления, обозначены такими же ссылочными позициями, аналогичными ссылочным позициям, используемым для описания первого варианта осуществления, и этот вариант осуществления будет описан прежде всего относительно признаков, которые отличают этот вариант осуществления от предыдущих вариантов осуществления. Фиг.9 соответствует линии C-C' на Фиг.1.

Как показано на Фиг.9, в этом варианте осуществления соседних два канала для чернил отличаются по ширине первого участка 6A; один является более широким, чем другой. Дополнительно ширина второго участка 6B канала для чернил, первый участок 6A которого является большим, чем участок другого канала для чернил, является более узким, чем его первый участок 6A. Дополнительно ширина второго участка 6B канала 6 для чернил, первый участок 6A которого является более узким, чем участок другого, является более широким, чем его первый участок 6A. Исходя из высот первого и второго участков 6A и 6B, два канала для чернил являются такими же.

Эта компоновка эффективна в случае, в котором камеры вырабатывания пузырьков, которые ведут к соплам для выбрасывания чернил, одна для одного, выполнены в ступенчатом рисунке, как в случае головки для струйного печатающего устройства, которая имеет камеры вырабатывания пузырьков, расположенные ближе к резервной камере для чернил, и камеры вырабатывания пузырьков, которые расположены дальше от резервной камеры для чернил. Достоинство этого варианта осуществления заключается в том же, в чем и первого варианта осуществления, в котором оба обеспечивают то, что боковые стенки каждого канала для чернил являются достаточно толстыми, чтобы противостоять давлению для выбрасывания чернил. В частности, в случае головки для струйного печатающего устройства, показанной на Фиг.3, в которой второй участок каждого канала для чернил действительно продолжается в камеру вырабатывания пузырьков, высота первого участка 6A канала для чернил определяет размер поперечного сечения канала для чернил в точке, в которой канал для чернил впадает в камеру вырабатывания пузырьков. Поэтому более длинный канал для чернил, который должен быть больше по площади поперечного сечения, чем более короткий канал для чернил, выполняется большим по ширине первого участка 6A, чем более короткий канал для чернил. Из-за потери в площади поперечного сечения короткого канала для чернил, которая следует из этого расширения первого участка 6A более длинного канала для чернил, создают компенсацию, расширяя второй участок 6B короткого канала для чернил, чтобы уменьшить сопротивление потоку короткого канала для чернил.

4 вариант осуществления

Фиг.10 представляет схематичный вид в разрезе соседних двух каналов для чернил в головке для струйного печатающего устройства в четвертом варианте осуществления настоящего изобретения. На чертеже конструктивные элементы, которые являются такими же, как аналогичные элементы в первом варианте осуществления, обозначены такими же ссылочными позициями, как ссылочные позиции, используемые для описания первого варианта осуществления, и этот вариант осуществления будет описан прежде всего относительно признаков, которые отличают этот вариант осуществления от предыдущих вариантов осуществления. Фиг.10 соответствует линии C-C' на Фиг.1.

Как показано на Фиг.10, в этом варианте осуществления соседних два канала для чернил отличаются по ширине первого участка 6A; один шире, чем другой. Кроме того, только канал 6 для чернил, первый участок 6A которого является более узким, чем участок другого, обеспечен вторым участком 6B, который находится сверху участка 6A. В данном случае два канала для чернил являются такими же по высоте, как и первый участок 6A.

Эта компоновка эффективна для головки для струйного печатающего устройства, в которой камеры вырабатывания пузырьков, ведущие к соплам для выбрасывания чернил, одна для одного, выполнены в ступенчатой конфигурации, как в случае головки для струйного печатающего устройства, которая имеет камеры вырабатывания пузырьков, близлежащие к резервной камере, и камеры вырабатывания пузырьков, которые находятся дальше от резервной камеры для чернил. Преимущество этого варианта осуществления является таким же, как и первом варианте осуществления, состоит в том, что оба обеспечивают то, что боковые стенки каждого канала для чернил являются достаточно толстыми, чтобы противостоять давлению для выбрасываемых чернил. В частности, в случае головки для струйного печатающего устройства в этом варианте осуществления высота первого участка 6A канала для чернил определяет размер поперечного сечения канала для чернил в точке, в которой канал для чернил впадает в камеру вырабатывания пузырьков 4, как в третьем варианте осуществления. Поэтому более длинный канал для чернил, который должен быть большим по площади поперечного сечения, чем более короткий канал для чернил, выполняют большим по ширине первого участка 6A, чем более короткий канал для чернил. Это расширение первого участка 6A длинного канала для чернил, которое обеспечивает то, что длинный канал для чернил является удовлетворительным, исходя из сопротивления потоку, требует, чтобы соседний короткий канал для чернил был уменьшен по ширине, чтобы компенсировать потерю в толщине боковой стенки между двумя каналами для чернил. Это делает короткий канал для чернил неудовлетворительным, исходя из сопротивления потока; это не позволяет короткий канал для чернил обеспечивать соответствующим соплом для выбрасывания чернил с достаточным количеством чернил. Чтобы справиться с этой ситуацией, короткий канал для чернил обеспечивают вторым участком 6B. С применением вышеописанного конструктивного построения даже головка для струйного печатающего устройства, в которой камеры вырабатывания пузырьков выполнены в ступенчатой конфигурации и сопла для выбрасывания чернил отличаются по количеству выбрасываемых чернил, можно сконструировать так, чтобы каждый из ее каналов для чернил стал оптимальным по сопротивлению потоку.

В этом варианте осуществления второй участок 6B канала для чернил, первый участок 6A которого является более узким, чем участок другого, является более узким, чем его первый участок 6A. Однако само собой разумеется, что этот вариант осуществления совместим с головкой для струйного печатающего устройства, в которой второй участок 6B, показанный на Фиг.10, является более широким, чем первый участок 6A (участок основания), потому что, если второй участок 6B является более широким, чем первый участок 6A (участок основания), упомянутый выше эффект усиливается. Дополнительно этот вариант осуществления также совместим с головкой для струйного печатающего устройства, сконструированной так, что первый участок 6A, то есть участок под вторым участком 6B, канала для чернил является более широким, чем первый участок 6A соседнего канала для чернил.

В связи с этим настоящее изобретение совместимо с любой из комбинаций вышеописанных вариантов осуществления. Кроме того, каждый из предшествующих вариантов осуществления был описан в отношении головок струйного печатающего устройства, сконструированных так, что по меньшей мере один из соседних двух каналов для чернил имеет первый участок (нижний участок) и второй участок (верхний участок). Однако предыдущие варианты осуществления не предназначены, чтобы ограничивать настоящее изобретение в объеме. Таким образом, настоящее изобретение также применимо к головке для струйного печатающего устройства, каналы для чернил которой имеют три или более уровней.

Промышленная применимость

Как описано выше, согласно настоящему изобретению возможно привести в соответствие сопротивление потоку каждого из каналов для чернил головки для струйного печатающего устройства, в которой соседние два сопла для выбрасывания чернил являются различными по количеству выбрасываемых чернил, или головки для струйного печатающего устройства, в которой соседние два канала для чернил являются различными по длине, или характерная особенность (количества, которым сопло для выбрасывания чернил выбрасывает чернила) сопла для выбрасывания чернил, которое находится непосредственно в соединении с каналом для чернил. Поэтому имеется возможность обеспечить надежную головку для струйного печатающего устройства, каналы для чернил которой выполнены с высокой плотностью. Другими словами, имеется возможность обеспечить головку для струйного печатающего устройства, в которой не только сопротивление потоку каждого канала для чернил соответствует длине канала для чернил и количеству выбрасываемых чернил сопла для выбрасывания чернил, которое находится непосредственно в соединении с каналом для чернил, но также и боковые стенки каждого сопла для чернил являются достаточно толстыми, чтобы противостоять давлению, создаваемому для выбрасывания чернил.

Хотя изобретение было описано в отношении раскрытых здесь конструкций, оно не ограничено сформулированными деталями, и эта заявка предназначена, чтобы охватывать такие модификации или изменения, которые могут относиться к целям усовершенствований или объему следующей формулы изобретения.

Изобретение относится к головке для струйного печатающего устройства, в частности к конструкции каналов для чернил. Головка для струйного печатающего устройства содержит основание, имеющее впускной канал для чернил, эжекционное выпускное отверстие для выталкивания чернил, подаваемых через впускной канал, участок протока, который обеспечивает сообщение по текучей среде между впускным каналом и эжекционным выпускным отверстием. При этом участок протока включает в себя первый проток, сформированный вблизи от основания, и второй проток, который сформирован вдоль первого протока на стороне, противоположной основанию по отношению к первому протоку. Ширина первого протока отличается от ширины второго протока в плоскости сечения, перпендикулярной к направлению потока чернил. Причем между первым протоком и вторым протоком обеспечен ступенчатый участок. Изобретение обеспечивает конструктивное построение головки, в котором каналы являются подходящими по сопротивлению потоку чернил, имеют удовлетворительную толщину боковых стенок и которое позволяет соседним каналам выбрасывать различное количество чернил. 6 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Головка для струйного печатающего устройства, содержащая
основание, имеющее впускной канал для чернил,
эжекционное выпускное отверстие для выталкивания чернил, подаваемых через упомянутый впускной канал,
участок протока, который обеспечивает сообщение по текучей среде между упомянутым впускным каналом и упомянутым эжекционным выпускным отверстием,
при этом упомянутый участок протока включает в себя первый проток, сформированный вблизи от упомянутого основания, и второй проток, который сформирован вдоль первого протока на стороне, противоположной указанному основанию по отношению к первому протоку, и ширина первого протока отличается от ширины второго протока в плоскости сечения, перпендикулярной к направлению потока чернил, причем между первым протоком и вторым протоком обеспечен ступенчатый участок.

2. Головка по п,1, в которой ширина второго протока является большей, чем ширина первого протока.

3. Головка по п.1, в которой ширина второго протока является меньшей, чем ширина первого протока.

4. Головка по п.1, содержащая множество таких эжекционных выпускных отверстий и множество таких участков протока, при этом упомянутые участки протока, в которых ширина второго протока является большей, чем ширина первого протока, и упомянутые участки протока, в которых ширина второго протока является меньшей, чем ширина первого протока, расположены поочередно в направлении, в котором расположены упомянутые эжекционные выпускные отверстия.

5. Головка по п.1, содержащая множество таких эжекционных выпускных отверстий и множество таких участков протока, при этом упомянутые участки протока, в которых ширина первого протока и ширина второго протока отличаются друг от друга, а упомянутые участки протока, в которых ширина первого протока и ширина второго протока являются равными друг другу, расположены поочередно в направлении, в котором расположены упомянутые эжекционные выпускные отверстия.

6. Головка по п.1, содержащая множество таких эжекционных выпускных отверстий и множество таких участков протока, при этом упомянутые участки протока имеют различные длины, причем в относительно более длинном участке протока ширина второго протока является большей, чем ширина первого протока, и в относительно более коротком участке протока ширина второго протока является меньшей, чем ширина первого протока, при этом относительно более длинные участки протока и относительно более короткие участки протока выполнены поочередно в направлении, в котором выполнены упомянутые эжекционные выпускные отверстия.

7. Головка по п.1, содержащая множество таких эжекционных выпускных отверстий и множество таких участков протока, при этом упомянутые эжекционные выпускные отверстия имеют различные площади отверстий, в участках протока, которые находятся в сообщении по текучей среде с упомянутыми эжекционными выпускными отверстиями, имеющими относительно большую площадь отверстий, ширина второго протока является большей, чем ширина первого протока, в участках протока, которые находятся в сообщении по текучей среде с упомянутыми эжекционными выпускными отверстиями, имеющими относительно меньшую площадь отверстий, ширина второго протока является меньшей, чем ширина первого протока, причем участки протока, которые находятся в сообщении по текучей среде с упомянутыми эжекционными выпускными отверстиями, имеющими относительно большую площадь отверстий, и участки протока, которые находятся в связи по текучей среде с упомянутыми эжекционными выпускными отверстиями, имеющими относительно меньшую площадь отверстий, расположены поочередно в направлении, в котором расположены упомянутые эжекционные выпускные отверстия.