Предпосылки создания изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к головке для выброса жидкости, которая выбрасывает жидкость, такую как чернила, записывающему устройству, имеющему такую головку, и способу записи, при которых пишущая головка для струйной записи осуществляет запись с помощью выбрасываемых капель чернил.
Предшествующий уровень техники
В головке для выбрасывания жидкости, например пишущей головке для струйной записи (именуемой далее пишущей головкой), используемой в записывающем устройстве для струйной записи, подложка пишущего элемента, снабженная множеством нагревателей, таких как нагревательные резистивные элементы, используется в качестве выбрасывающей жидкость подложки, предназначенной для выбрасывания жидкости (например, чернил). Скорость записи возрастает с увеличением количества пишущих элементов, снабженных подложкой пишущего элемента, или с увеличением ширины записи.
В выложенной японской патентной заявке №2007-160834 описана так называемая пишущая головка полнострочного типа, в которой расположено множество подложек пишущих элементов и которая имеет такую же ширину, как носитель для записи, для достижения в дальнейшем записи с высокой скоростью.
Как показано на фиг.12 и 13, пишущая головка, например, полнострочного типа имеет множество подложек 1100a-1100d пишущих элементов, расположенных на главной поверхности единственной несущей пластины 1200. Каждая подложка пишущего элемента электрически соединена с элементом 1300 электропроводки.
Эта несущая пластина 1200 соединена с подающим чернила элементом 1500, поддерживается им и составляет пишущую головку 1000 для струйной записи. В подающем чернила элементе 1500 выполнена камера жидкости для подачи чернил в положку пишущего элемента.
В выложенной японской патентной заявке №2007-190245 описана пишущая головка полнострочного типа, в которой сформировано множество камер жидкости в подающем чернила элементе 1500 для облегчения удаления пузырьков.
В общем случае элементы, составляющие пишущую головку, могут отличаться друг от друга характеристиками и функциями и поэтому также отличаются друг от друга линейной расширяемостью.
В частности, подложки 1100 пишущих элементов, каждая из которых имеет группу выбрасывающих отверстий для выбрасывания чернил, могут быть сформированы из кремния, который имеет относительно малую линейную расширяемость.
Подложки 1100 пишущих элементов поддерживаются несущим элементом и прикреплены к нему. Когда температура изменяется, различие в линейной расширяемости между несущим элементом и подложками 1100 пишущих элементов может вызвать коробление. Уменьшение такого коробления может предотвратить деформацию или повреждение подложек пишущих элементов. Поэтому несущий элемент можно формировать из материала, который имеет относительно высокую жесткость и линейную расширяемость, которая близка к линейной расширяемости подложек 1100 пишущих элементов, например, такого как керамический материал.
Подающий чернила элемент подает жидкость, такую как чернила, в подложки пишущих элементов через несущий элемент. Подающий чернила элемент имеет проточный канал и камеру жидкости для подачи чернил в подложки пишущих элементов, а также форму, приспособленную для крепления пишущей головки к записывающему устройству. Следовательно, можно формировать подающий чернила элемент из полимера посредством литьевого формования, поскольку этот способ может обеспечить относительно большую степень свободы выбора формы элемента. Несущий элемент и подающий чернила элемент могут быть соединены, например, с помощью клея.
В случае вышеописанной пишущей головки линейная расширяемость подающего чернила элемента, выполненного из полимера, является относительно большой по сравнению с линейной расширяемостью подложек пишущего элементов и несущего элемента, выполненных из металла или керамики.
В случае пишущих головок последовательного сканирования, которые, как правило, не очень велики по габаритам, если коробление, обуславливаемое различием в линейной расширяемости, возникает, когда температура изменяется, негативное влияние на запись в общем случае не сказывается.
Однако в случае пишущих головок полнострочного типа эти пишущие головки могут быть относительно крупногабаритными в продольном направлении по сравнению с пишущими головками последовательного сканирования, и поэтому коробление, обуславливаемое различием в линейной расширяемости между элементами, может оказаться значительным. Следовательно, проблемы, обуславливаемые короблением, могут оказать негативное влияние на запись.
Изменение температуры, обуславливающее вышеописанное коробление, может возникнуть в пишущей головке либо во время сборки пишущей головки, либо во время использования записывающего устройства.
Вообще говоря, при склеивании друг с другом элементов, которые имеют существенно разные линейные расширяемости, можно использовать гибкий клей, чтобы смягчить эффект коробления. Большинство гибких клеев способны обеспечить склеивание при комнатной температуре, и поэтому изменения температуры во время сборки могут и не быть проблемой.
Однако при склеивании друг с другом элементов, которые имеют существенно разные линейные расширяемости и которые также являются относительно крупногабаритными, клей может оказаться неспособным вынести коробление, обуславливаемое изменением температуры пишущей головки во время использования в записывающем устройстве, даже когда используется гибкий клей, способный обеспечить склеивание при комнатной температуре. Поэтому прочность склеивания может уменьшиться, и становится возможным отслаивание.
Когда сборку пишущей головки осуществляют с использованием клея, способного обеспечить склеивание при высокой температуре, изменение температуры пишущей головки от высокой температуры, предусматриваемой во время процесса сборки, обратно к комнатной температуре может создавать проблемы коробления. Качественное описание примера коробления, обуславливаемого различием в линейных расширяемостях между элементами, которые расширяются или сжимаются из-за изменения температуры, будет приведено ниже со ссылками на фиг.14А-14С.
На фиг.14А показано, что центр в продольном направлении пишущей головки является началом отсчета, направление стрелок отображает направление перемещения, а длина стрелок отображает величину перемещения. Продольное направление пишущей головки параллельно продольному направлению несущего элемента 1200. При увеличивающемся расстоянии от центра (начала отсчета) в продольном направлении пишущей головки (в продольном направлении несущего элемента 1200), т.е. при увеличивающемся расстоянии от каждого конца, величина перемещения во время расширения или сжатия увеличивается, и поэтому величина коробления, обуславливаемого различием в линейной расширяемости, тоже увеличивается. Когда несущий элемент 1200 и подающий жидкость элемент 1500 скрепляются при высокой температуре (фиг.14А), подающий жидкость элемент 1500 претерпевает более значительное сжатие, чем несущий элемент 1200, в процессе охлаждения до комнатной температуры, и поэтому может возникнуть коробление (фиг.14В). Это коробление может вызвать отслаивание несущего элемента 1200 от подающего жидкость элемента 1500 на каждом конце (фиг.14С).
Если коробление происходит, а несущий элемент 1200 деформируется так, как показано на фиг.14В, то точность размещения подложек пишущих элементов снижается, что может негативно повлиять на качество записи, даже если величина деформации мала. Кроме того, подающий чернила элемент 1500 сам по себе может неожиданно деформироваться.
Кроме того, если на каждом конце происходит отслаивание, как показано на фиг.14С, то оно может оказать значительное негативное влияние на операцию записи.
Краткое изложение сущности изобретения
В соответствии с одним аспектом данного изобретения предложена головка для выброса жидкости, включающая в себя по меньшей мере одну подложку для выброса жидкости, несущий элемент для поддержания упомянутой по меньшей мере одной подложки, выбрасывающей жидкость, причем упомянутая по меньшей мере одна подложка, выбрасывающая жидкость, прикреплена к главной поверхности несущего элемента, и множество подающих жидкость элементов для подачи жидкости в упомянутую по меньшей мере одну подложку для выброса жидкости через несущий элемент. Линейная расширяемость каждого из подающих жидкость элементов отличается от линейной расширяемости несущего элемента. Множество подающих жидкость элементов расположены вдоль продольного направления несущего элемента, причем каждый из подающих жидкость элементов склеен с поверхностью, которая находится напротив главной поверхности несущего элемента.
В еще одном аспекте, соответствующем данному изобретению, предложено записывающее устройство, которое включает в себя вышеописанную головку для выброса жидкости, причем записывающее устройство осуществляет запись на носителе для записи с использованием этой головки для выброса жидкости.
Дополнительные признаки данного изобретения станут понятными из нижеследующего описания возможных вариантов осуществления, приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вариант выполнения пишущей головки для струйной записи.
На фиг.2 представлено перспективное изображение с пространственным разделением деталей пишущей головки для струйной записи в соответствии с вариантом осуществления.
На фиг.3А и 3В изображен вариант осуществления подложки пишущего элемента.
На фиг.4 представлено схематическое сечение, проведенное вдоль линии IV-IV, показанной на фиг.1.
На фиг.5 представлено перспективное изображение с пространственным разделением деталей пишущей головки для струйной записи в соответствии с первой модификацией первого варианта осуществления.
На фиг.6 представлено перспективное изображение с пространственным разделением деталей пишущей головки для струйной записи в соответствии со второй модификацией первого варианта осуществления.
На фиг.7 представлено схематическое сечение пишущей головки для струйной записи в соответствии со второй модификацией первого варианта осуществления.
На фиг.8 представлено перспективное изображение с пространственным разделением деталей пишущей головки для струйной записи в соответствии с третьей модификацией первого варианта осуществления.
На фиг.9 представлено схематическое сечение пишущей головки для струйной записи в соответствии с третьей модификацией первого варианта осуществления.
На фиг.10 представлено схематическое сечение пишущей головки для струйной записи в соответствии со вторым вариантом осуществления.
На фиг.11 изображен вариант выполнения записывающего устройства для струйной записи, имеющего пишущую головку в соответствии с аспектом осуществления данного изобретения.
На фиг.12 изображена полнострочная пишущая головка для струйной записи.
На фиг.13 представлено перспективное изображение с пространственным разделением деталей полнострочной пишущей головки для струйной записи.
Фиг.14А-14С иллюстрируют коробление, обуславливаемое изменением температуры и вызываемое различием в линейной расширяемости.
Описание вариантов осуществления
В качестве примера головки для выбрасывания жидкости, которую можно использовать в вариантах осуществления, соответствующих данному изобретению, будет описана пишущая головка для струйной записи (именуемая далее пишущей головкой).
В этом описании термин «запись» не ограничивается только формированием знаковой информации, такой как символы и графика.
Например, объект записи не обязательно должен быть знаковым. Объектами записи даже не обязательно должны быть знаки. Термин «запись» определяется в широком смысле как включающий в себя формирование изображения, рисунка и т.д. на носителе для записи, а также обработку носителя.
Термин «носитель для записи» не ограничивается бумагой, которую можно использовать в записывающем устройстве, а может также включать в себя любой материал, способный принимать чернила, например, это может быть ткань, пластиковая пленка, металлическая пластина, стекло, керамика, древесина и кожа.
Как и в случае вышеупомянутого термина «запись», термин «чернила» следует интерпретировать в широком смысле. Этот термин может включать в себя жидкость, которую наносят на носитель для записи для формирования изображения, рисунка и т.д., а также жидкость, наносимую при обработке носителя для записи или обработке чернил. Поэтому термин «чернила» может включать в себя все жидкости, которые можно использовать для записи.
На фиг.1 и 2 изображен вариант выполнения пишущей головки в соответствии с аспектами данного изобретения. На фиг.1 представлено схематическое перспективное изображение, иллюстрирующее вариант выполнения пишущей головки. На фиг.2 представлено перспективное изображение с пространственным разделением деталей, демонстрирующее конфигурацию пишущей головки Н1000 согласно фиг.1.
Пишущая головка в соответствии с этим вариантом выполнения включает в себя по меньшей мере одну и даже множество подложек Н1100 пишущих элементов (т.е. выбрасывающих жидкость подложек), несущую пластину Н1200 (т.е. несущий элемент) для поддержания подложек пишущих элементов, подложку Н1300 с электропроводкой для электрического соединения подложки пишущих элементов с записывающим устройством и множество подающих чернила элементов Н1500 (т.е. подающих жидкость элементов), склеенных с несущей пластиной (см., например, фиг.2). Подающие чернила элементы Н1500 могут подавать жидкость в подложки Н1100 пишущих элементов через несущую пластину Н1200. Подложки Н1100 пишущих элементов расположены на главной поверхности Н1200а (т.е. верхней поверхности) несущей пластины Н1200. Подающие чернила элементы 1500 находятся на противоположной поверхности Н1200b, которая находится напротив главной поверхности Н1200а, являющейся поверхностью на стороне несущей пластины Н1200, которая противоположна главной поверхности Н1200а. Несущая пластина Н1200 удлинена в продольном направлении пишущей головки.
Теперь будет приведено описание варианта осуществления подложек пишущих элементов, каждая из которых служит в качестве подложки, выбрасывающей жидкость. В соответствии с этим вариантом осуществления, как показано на фиг.1, каждая из подложек H1100a-H1100h пишущих элементов имеет нагреватели, служащие в качестве пишущих элементов, которые генерируют энергию для выброса чернил. Каждая из подложек H1100a-H1100h пишущих элементов имеет группу Н1106 выбрасывающих отверстий, содержащую множество выбрасывающих отверстий H1105, которые соответствуют соответствующим нагревателям и которые могут быть сформированы и расположены в строках (см., например, фиг.3А).
Как показано в варианте осуществления согласно фиг.2, несущая пластина Н1200, служащая в качестве несущего элемента, который поддерживает подложки Н1100 пишущих элементов, имеет каналы Н1210 подачи чернил, предназначенные для подачи чернил в подложки Н1100 пишущих элементов. Подложки Н1100 пишущих элементов могут быть расположены и прикреплены на главной поверхности Н1200а несущей пластины Н1200 с заданной точностью позиционирования. За счет расположения множества подложек пишущих элементов на единственной несущей пластине, имеющей относительно низкую линейную расширяемость, можно формировать непрерывную матрицу выбрасывающих отверстий с довольно высокой точностью даже в пишущей головке, имеющей относительно большие габариты.
В соответствии с этим вариантом осуществления подложки Н1100 пишущих элементов можно расположить таким образом, что группы Н1106 выбрасывающих отверстий, предусмотренные в подложках пишущих элементов, будут перекрываться на их концах Н1109 (см., например, фиг.2) в направлении, в котором расположены выбрасывающие отверстия. Располагая подложки Н1100 пишущих элементов на несущей пластине Н1200 таким образом, можно сформировать непрерывную матрицу выбрасывающих отверстий Н1105 в продольном направлении пишущей головки, то есть продольном направлении несущей пластины Н1200. За счет перекрытия подложек Н1100 пишущих элементов на их концах Н1109, как описано выше, можно скорректировать влияние погрешности в расположении подложек Н1100 пишущих элементов на изображение во время записи.
В одном варианте несущая пластина Н1200 может быть выполнена из керамического материала, например материала оксида алюминия (Аl2O3) толщиной 0,5-10 мм, для обеспечения прочности. Однако материал несущей пластины Н1200 не ограничивается материалом оксида алюминия. Несущая пластина Н1200 может быть выполнена из любого материала, имеющего относительно низкую линейную расширяемость и относительно высокую прочность. Примеры такого материала включают в себя - но не ограничиваются ими - кремний (Si), нитрид алюминия (AlN), диоксид циркония (ZrO2), нитрид кремния (Si3N4), карбид кремния (SiC), молибден (Мо) и вольфрам (W). В одном варианте несущая пластина Н1200 представляет собой одиночный элемент (т.е. унитарный элемент, выполненный из одного материала).
Как показано в варианте осуществления согласно фиг.2, подложка Н1300 с электропроводкой имеет отверстия 1330, выполненные в ней в соответствии с положениями, где закреплены подложки Н1100 пишущих элементов. Подложка Н1300 с электропроводкой может быть связана и склеена с несущей пластиной Н1200 таким образом, что подложки Н1100 пишущих элементов оказываются посаженными в отверстиях Н1330. Подложка Н1300 с электропроводкой может подавать электрический сигнал и электрическую мощность для возбуждения нагревателей подложек 1100 пишущих элементов.
На фиг.3А изображена конфигурация варианта осуществления подложки Н1100 пишущих элементов. На фиг.3В изображено сечение, проведенное вдоль линии IIIB-IIIB согласно фиг.3А.
Как показано в вариантах осуществления согласно фиг.3А и 3В, каждая из подложек Н1100 пишущих элементов имеет группу Н1106 выбрасывающих отверстий, которая содержит множество выбрасывающих отверстий Н1105 для выброса чернил и отверстие Н1101 подачи чернил, которое сообщается с выбрасывающими отверстиями для подачи чернил в выбрасывающие отверстия. В соответствии с этим вариантом осуществления каждая группа Н1106 выбрасывающих отверстий выполнена в элементе Н1110, образующем выбрасывающие отверстия, а отверстие Н1101 подачи чернил выполнено в кремниевой подложке Н1108.
Кремниевая подложка Н1108 в соответствии с этим вариантом осуществления имеет толщину от 0,5 мм до 1,0 мм и имеет канал Н1101 подачи, выполненный в ней путем анизотропного травления. В кремниевой подложке Н1108 сформированы нагреватели Н1102 и схема возбуждения, предназначенная для возбуждения нагревателей. Кремниевая подложка Н1108 снабжена электрическими соединительными клеммами Н1103 для передачи электрического сигнала и электрической мощности, подводимой к схеме возбуждения. В элементе Н1110, образующем выбрасывающие отверстия, проточный канал Н1104 чернил и выбрасывающие отверстия Н1105 сформированы методом фотолитографии таким образом, что нагреватели Н1102 соответствуют выбрасывающим отверстиям Н1105.
Как показано в варианте осуществления согласно фиг.1, электрические соединительные клеммы Н1103 электрически соединены с соединительными клеммами Н1320 (см., например, фиг.2), сформированными на поверхности подложки Н1300 с электропроводкой, например, посредством проводных соединений. Эти электрические соединительные части герметизированы герметиком Н1304 (см., например, фиг.1), чтобы предотвратить эрозию чернилами и повреждение посредством внешней силы.
Соединительный участок Н1305, который является частью подложки Н1300 с электропроводкой и предназначен для обмена электрическими сигналами с внешними устройствами, изогнут и прикреплен к подающим чернила элементам Н1500 для облегчения соединения с записывающим устройством.
В соответствии с этим вариантом осуществления каждый из подающих чернила элементов Н1500 имеет камеру Н1510 подачи чернил, сформированную в нем и служащую в качестве проточного канала. Подающие чернила элементы Н1500 выполнены из полимерного материала, например, посредством литьевого формования, при котором степень свободы выбора формы велика.
Как описано выше, в пишущей головке, к которой применимо данное изобретение, несущая пластина Н1200 может быть выполнена из металла или керамического материала, который имеет относительно низкую линейную расширяемость и относительно высокую жесткость. С этой несущей пластиной Н1200, которая имеет относительно низкую линейную расширяемость и относительно высокую жесткость, склеены подающие чернила элементы Н1500, выполненные из полимерного материала, который обычно имеет относительно высокую линейную расширяемость.
Далее со ссылками на фиг.2 и фиг.4-10 будут подробно описаны варианты осуществления конфигураций подающих чернила элементов Н1500, соответствующие аспектам данного изобретения.
В первом варианте осуществления несущая пластина Н1200 пишущей головки согласно измерениям имеет длину примерно 127 мм (5 дюймов) - 101,6 мм (4 дюйма) (ширина записи) плюс 25,4 мм (1 дюйм) (площадь для подложки с электропроводкой).
Как показано на фиг.2 и 4, подающие чернила элементы Н1500А и H1500B, каждый из которых занимает примерно половину длины несущей пластины Н1200, которая имеет длину 127 мм (5 дюймов) в продольном направлении несущей пластины Н1200, склеены с противоположной поверхностью Н1200b несущей пластины Н1200.
В этом варианте осуществления длина каждого подающего чернила элемента Н1500 в продольном направлении составляет примерно половину длины обычного подающего чернила элемента (см., например, фиг.12).
Поэтому величину коробления, описываемого в связи с фиг.14А-14С, вызываемого различием в линейной расширяемости и обуславливаемого изменением температуры, можно уменьшить до половины той, которая характерна в случае согласно фиг.12. Следовательно, можно уменьшить коробление несущей пластины Н1200 и подающих чернила элементов Н1500. Кроме того, можно снизить вероятность появления отслаивания несущей пластины Н1200 на каждом конце каждого подающего чернила элемента Н1500.
В соответствии с одним вариантом осуществления, чтобы скрепить несущую пластину Н1200 и подающие чернила элементы Н1500, можно использовать клей Н1700 (см., например, фиг.4), который затвердевает при высокой температуре и имеет высокий модуль упругости.
Для склеивания друг с другом элементов, которые весьма различаются по линейной расширяемости, можно использовать клей, который образует гибкий скрепляющий слой. Причина этого заключается в том, что гибкий скрепляющий слой может оказаться способным поглотить и уменьшить коробление, обуславливаемое различием в линейной расширяемости между элементами.
Вместе с тем, в соответствии с конфигурацией варианта осуществления данного изобретения величина коробления, обуславливаемого различием в линейной расширяемости в продольном направлении несущей пластины, относительно мала, так что в качестве клея Н1700 можно использовать и клей, который образует скрепляющий слой, имеющий относительно низкий модуль упругости, и клей, который образует скрепляющий слой, имеющий относительно высокий модуль упругости.
Из соображений прочности склеивания, химической стойкости к чернилам и т.п., клей может быть таким, который образует скрепляющий слой, имеющий относительно высокий модуль упругости. В случае клея, который образует скрепляющий слой, имеющий относительно высокий модуль упругости, скрепляющий слой зачастую может отверждаться при более высоких температурах, и поэтому температура может значительно изменяться во время сборки. Однако даже в случае такого значительного изменения температуры эффект коробления, обуславливаемого различием в линейной расширяемости, можно уменьшить с помощью вариантов осуществления, соответствующих аспектам данного изобретения.
Когда подающие чернила элементы Н1500 расширяются с возрастанием температуры и когда подающие чернила элементы Н1500 расположены так, что оказываются в контакте друг с другом, существует вероятность, что скрепляющий слой между несущей пластиной Н1200 и подающими чернила элементами Н1500 подвергнется воздействию механического напряжения. Поэтому в одном варианте подающие чернила элементы Н1500, склеенные с несущей пластиной Н1200, могут быть расположены так, что не вступают в контакт друг с другом при комнатной температуре, и даже могут располагаться так, что не вступают в контакт друг с другом даже в случае, если происходит рост температуры во время использования пишущей головки. Подающие чернила элементы, склеенные с несущей пластиной Н1200, могут также достигать эффекта в соответствии с данным изобретением, если они слабо взаимодействуют друг с другом, когда расширяются или сжимаются с изменением температуры. Поэтому в определенных вариантах подающие чернила элементы не обязательно должны быть отделены друг от друга, как в конфигурации согласно этому варианту осуществления.
Как описано выше, располагая множество подающих чернила элементов Н1500 вдоль продольного направления несущей пластины Н1200 и скрепляя подающие чернила элементы Н1500 с несущей пластиной Н1200, можно уменьшить коробление несущей пластины Н1200 и подающих чернила элементов Н1500 в продольном направлении несущей пластины Н1200. Таким образом, первый вариант осуществления обеспечивает головку для выброса жидкости, в которой можно уменьшить коробление, обуславливаемое различием в линейной расширяемости между составляющими головку элементами. То есть можно обеспечить головку для выброса жидкости, в которой уменьшается коробление в продольном направлении несущего элемента, обуславливаемое различием в линейной расширяемости между несущим элементом и подающим жидкость элементом. Поэтому можно обеспечить головку для выброса жидкости, выполненную с возможностью осуществления в целом стабильной и высококачественной записи.
Выше приведено описание первого варианта осуществления, имеющего конфигурацию, в которой подающие чернила элементы Н1500А и Н1500 В расположены в пишущей головке, как показано на фиг 2 и 4. В первой модификации упомянутого варианта осуществления, как показано на фиг.5, в пишущей головке могут располагаться четыре подающих чернила элемента Н1500А - H1500D (два - в продольном направлении несущей пластины Н1200 и два - в направлении, перпендикулярном продольному направлению), которые имеют камеры Н1510А-H1510D, соответственно выполненные в них. Таким образом, пишущая головка имеет подающие чернила элементы Н1500А-H1500D, расположенные вдоль ее продольного направления, при этом по меньшей мере часть множества подающих чернила элементов также расположены вдоль направления, перпендикулярного продольному направлению.
Во второй модификации первого варианта осуществления - в случае пишущей головки, имеющей ширину записи 203,2 мм (8 дюймов), 304,8 мм (12 дюймов) или более, четыре подающих чернила элемента Н1500А-H1500D могут быть расположены в продольном направлении несущей пластины Н1200, как показано на фиг.6 и 7.
В третьей модификации первого варианта осуществления, как показано на фиг.8 и 9, за счет использования подающих чернила элементов Н1500А-Н1500Н, каждый из которых соответствует соответствующей подложке Н1100 пишущего элемента, можно дополнительно уменьшить коробление, обуславливаемое различием в линейной расширяемости, в продольном направлении несущей пластины Н1200. Кроме того, как показано на фиг.8, множество подающих чернила элементов, например Н1500А и Н1500В, расположены в направлении, перпендикулярном продольному направлению несущей пластины Н1200. Следовательно, можно также уменьшить коробление, обуславливаемое различием в линейной расширяемости, по отношению к направлению, перпендикулярному продольному направлению.
В вышеописанных модификациях с первой по третью каждый подающий чернила элемент Н1500 является относительно коротким - по сравнению с первым вариантом осуществления - в продольном направлении несущей пластины Н1200, а также в направлении, перпендикулярном продольному направлению, и поэтому можно дополнительно уменьшить коробление, обуславливаемое различием в линейной расширяемости.
Помимо этого в случае пишущей головки, имеющей большую ширину записи, подающий чернила элемент Н1500, предусмотренный в ней, может быть удлиненным и относительно большим, вследствие чего такая пишущая головка может не только подвергаться короблению из-за различия в линейной расширяемости между несущей пластиной Н1200 и подающим чернила элементом Н1500, но также может проявлять следующие свойства. Когда подающий чернила элемент Н1500 является относительно большим, равномерная и стабильная подача чернил в подложки Н1100 пишущих элементов и осуществление операции восстановления для удаления пузырьков в проточных каналах из камеры подачи чернил в выбрасывающие отверстия подложек Н1100 пишущих элементов могут оказаться затрудненными. Операцией восстановления может быть операция нагнетания чернил в поток из камеры подачи в подающем чернила элементе Н1500 в подложки Н1100 пишущих элементов.
Такие вопросы можно, по меньшей мере частично, решить путем использования относительно коротких и малых, и даже самых коротких и самых малых, возможных подающих чернила элементов Н1500 при использовании пишущей головки, имеющей относительно большую ширину записи, как в первом варианте осуществления и его модификациях с первой по третью.
В случае пишущей головки, имеющей относительно большую ширину записи, в которой пишущие элементы содержат нагреватели, такие как нагревательные резистивные элементы, может возникнуть такая ситуация, что качество записи подвергается негативному влиянию изменения температуры подложек пишущих элементов. Вообще говоря, при изменении температуры подложек пишущих элементов количество выбрасываемых чернил изменяется, а также может изменяться плотность записи.
Поэтому в пишущей головке, которая имеет множество подложек пишущих элементов, как в первом варианте осуществления и его модификациях с первой по третью, запись можно осуществлять так, что при этом уменьшаются температурные различия между подложками пишущих элементов.
Пишущая головка согласно данному изобретению также может оказаться пригодной для осуществления записи с уменьшением температурных различий между подложками пишущих элементов в конфигурации, в которой чернила подаются в подающие чернила элементы снаружи пишущей головки.
В каждой из конфигураций первого варианта осуществления и его модификациях с первой по третью пишущая головка снабжена множеством подающих чернила элементов. Следовательно, в этих конфигурациях в отличие от конфигурации, в которой пишущая головка имеет единственный подающий чернила элемент, оказывается возможной такая ситуация, в которой температуру чернил в подающих чернила элементах Н1510 можно поддерживать постоянной путем подачи свежих чернил в камеры Н1510 подачи чернил. Поэтому температуру подложек Н1100 пишущих элементов можно делать одинаковой, подавая чернила через несущую пластину Н1200.
В каждом случае первого варианта осуществления и его модификаций с первой по третью в камеры Н1510 подачи чернил подающих чернила элементов Н1500 подаются чернила из емкости, служащей в качестве источника подачи жидкости. В качестве дополнения или альтернативы подающие чернила элементы Н1500 могут быть выполнены с возможностью функционирования в качестве емкости, которая содержит чернила, и/или в камерах Н1510 подач чернил можно предусмотреть элемент или механизм для генерирования отрицательного давления.
Теперь со ссылками на фиг.10 будет описан второй вариант осуществления в соответствии с аспектами данного изобретения.
На фиг.10 представлено сечение пишущей головки согласно второму варианту осуществления, проведенное вдоль продольного направления несущей пластины Н1200.
Для обозначения тех же компонентов, что и в первом варианте осуществления, будут использоваться те же ссылочные позиции, так что их излишнее описание опускается.
В этом варианте осуществления каждый подающий чернила элемент имеет форму держателя емкости, т.е. выполнен с возможностью удержания с возможностью открепления емкости с чернилами, вследствие чего емкости Н1600А-Н1600Н с чернилами, содержащие чернила, можно прикреплять к пишущей головке.
Как показано в варианте осуществления согласно фиг.10, множество подающих чернила элементов Н1501А-Н1501Н по отдельности склеены с несущей пластиной Н1200, как в первом варианте осуществления. Следовательно, в этой пишущей головке величина коробления, обуславливаемого различием в линейной расширяемости, оказывается относительно малой по сравнению с обычной конфигурацией (см., например, фиг.13).
Предусматривая такие открепляемые емкости Н1600 с чернилами, как в этом варианте осуществления, можно также исключить потребность в маршруте подачи чернил из источника подачи чернил, находящегося снаружи пишущей головки. Следовательно, с помощью пишущей головки согласно этому варианту осуществления можно обеспечить имеющее упрощенную конструкцию и более экономичное записывающее устройство.
В соответствии с аспектами данного изобретения можно устранить коробление в продольном направлении несущей пластины, обуславливаемое различием в линейной расширяемости между несущей пластиной и подающими чернила элементами. Однако в общем случае размер в направлении, перпендикулярном продольному направлению несущей пластины, составляет примерно от 1/5 до 1/10 размера в продольном направлении. Следовательно, коробление, обуславливаемое различием в линейной расширяемости в направлении, перпендикулярном продольному направлению несущей пластины, может оказаться сравнительно малым. Поэтому возникновение проблем из-за различия в линейной расширяемости в направлении, перпендикулярном продольному направлению, может оказаться маловероятным и даже совершенно невероятным. Следовательно, может возникнуть ситуация, в которой можно и не предусматривать исключение коробления в направлении, перпендикулярном продольному направлению.
Соответственно, в одном варианте конфигураций первого и второго вариантов осуществления и их модификаций с первой по третью (фиг.2, 5, 6 и 8) множество подающих чернила элементов Н1500 могут находиться в контакте друг с другом в направлении, перпендикулярном продольному направлению.
Как описано выше, множество подающих жидкость элементов склеены с несущим элементом в продольном направлении головки для выброса жидкости, и поэтому можно обеспечить головку для выброса жидкости, в которой величина коробления в продольном направлении, обуславливаемая различием в линейной расширяемости между несущим элементом и подающими жидкость элементами, оказывается относительно малой.
Далее будет приведено описание варианта осуществления записывающего устройства для струйной записи в соответствии с аспектами данного изобретения, такими как любые из описанных в первом и втором вариантах осуществления и модификациях с первой по третью.
На фиг.11 изображен схематический чертеж записывающего устройства струйной записи, имеющего пишущие головки в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
В варианте осуществления записывающего устройства М4000 для струйной записи, показанного на фиг.1, пишущие головки прикреплены к основному корпусу устройства, а запись осуществляется посредством транспортировки носителя для записи в направлении стрелки 45.
Записывающее устройство М4000 для струйной записи может иметь, например, пишущую головку H1000Bk для черных чернил, пишущую головку Н1000С для голубых чернил, пишущую головку H1000М для пурпурных чернил и пишущую головку H1000Y для желтых чернил. Эти пишущие головки H1000Bk-H1000Y могут быть закреплены посредством держателя 42 головок, установленного в записывающем устройстве М4000 для струйной записи.
Ссылочная позиция 46 обозначает кассету для бумаги, в которой заключены носители 47 для записи, такие как бумага, и которая прикреплена с возможностью открепления к основному корпусу устройства. Ссылочная позиция 48 обозначает подбирающий валик, который обеспечивает подачу верхнего из носителей 47 для записи.
Ссылочная позиция 49 обозначает транспортный валик, который транспортирует носитель 47 для записи, подаваемый подбирающим валиком 48, на маршрут 50 транспортировки. Ссылочная позиция 51 обозначает транспортный валик, расположенный на выходной стороне маршрута 50 транспортировки.
Далее будет приведено краткое описание работы записывающего устройства.
Вначале записи носитель 47 для записи, имеющий заданный типоразмер, подается из кассеты 46 с бумагой посредством подбирающего валика 48. Подаваемый носитель 47 для записи транспортируется на транспортную ленту 44 посредством транспортных валиков 49 и 51.
Когда набегающий край носителя 47 для записи достигает положения под каждой из пишущих головок H1000Bk-H1000Y, нагревательные резистивные элементы соответствующих пишущих головок возбуждаются в соответствии с данными записи.
За счет возбуждения нагревательных резистивных элементов капли чернил, соответствующие информации об изображении, выбрасываются из выбрасывающих частей на поверхность носителя 47 для записи, и тем самым осуществляется запись.
Как описано выше, за счет подачи конкретного сигнала записи в каждую из пишущих головок, соответствующих чернилам голубого, пурпурного, желтого и черного цветов, можно формировать цветное изображение.
Пишущие головки струйной записи, соответствующие аспектам данного изобретения, применимы не только к полнострочному записывающему устройству, такому как то, которое пояснено со ссылками на фиг.11, но и к так называемому записывающему устройству последовательного сканирования, имеющему относительно крупногабаритную пишущую головку.
Хотя данное изобретение описано со ссылками на возможные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничивается описанными возможными вариантами осуществления. Объем притязаний нижеследующей формулы изобретения следует согласно интерпретации в самом широком смысле считать охватывающим все модификации, эквивалентные конструкции и функции.
Предложенная головка для выброса жидкости включает в себя по меньшей мере одну подложку для выброса жидкости, несущий элемент для поддержания упомянутой по меньшей мере одной подложки для выброса жидкости, причем упомянутая по меньшей мере одна подложка, выбрасывающая жидкость, прикреплена к главной поверхности несущего элемента, и множество подающих жидкость элементов для подачи жидкости в упомянутую по меньшей мере одну подложку для выброса жидкости через несущий элемент. Линейная расширяемость каждого из подающих жидкость элементов отличается от линейной расширяемости несущего элемента. Множество подающих жидкость элементов расположены вдоль продольного направления несущего элемента, причем каждый из подающих жидкость элементов склеен с поверхностью, которая находится напротив главной поверхности несущего элемента. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных показателей головки для выброса жидкости. Технический результат достигается за счет того, что головка для выброса жидкости состоит из материала с разным линейным расширением. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил.
1. Головка для выброса жидкости, содержащая
по меньшей мере одну подложку, выбрасывающую жидкость, для выброса жидкости, несущий элемент для поддержания упомянутой по меньшей мере одной подложки, выбрасывающей жидкость, причем упомянутая по меньшей мере одна подложка, выбрасывающая жидкость, прикреплена к главной поверхности несущего элемента, и множество подающих жидкость элементов для подачи жидкости в упомянутую по меньшей мере одну подложку, выбрасывающую жидкость, через несущий элемент, причем линейная расширяемость каждого из подающих жидкость элементов отличается от линейной расширяемости несущего элемента,
при этом множество подающих жидкость элементов расположены вдоль продольного направления несущего элемента, причем каждый из подающих жидкость элементов склеен с поверхностью, которая находится напротив главной поверхности несущего элемента.
2. Головка по п.1, отличающаяся тем, что множество подающих жидкость элементов отделены друг от друга.
3. Головка по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть множества подающих чернила элементов расположены вдоль направления, перпендикулярного продольному направлению, причем каждый из подающих жидкость элементов склеен с поверхностью, которая находится напротив главной поверхности несущего элемента.
4. Головка по п.1, отличающаяся тем, что множество подающих жидкость элементов, расположенных вдоль продольного направления, расположены так, что не вступают в контакт друг с другом по отношению к продольному направлению при комнатной температуре.
5. Головка по п.1, отличающаяся тем, что множество подающих жидкость элементов, расположенных вдоль продольного направления, расположены так, что не вступают в контакт друг с другом по отношению к продольному направлению при температуре, существующей во время использования головки для выброса жидкости.
6. Головка по п.1, отличающаяся тем, что множество подложек, выбрасывающих жидкость, каждая из которых имеет группу выбрасывающих отверстий, расположены вдоль продольного направления.
7. Головка по п.6, отличающаяся тем, что множество групп выбрасывающих отверстий образуют непрерывную матрицу в продольном направлении.
8. Головка по п.6, в которой множество подложек, выбрасывающих жидкость, расположены в шахматном порядке.
9. Головка по п.1, отличающаяся тем, что каждая из множества подложек, выбрасывающих жидкость, снабжена соответствующим одним из множества подающих жидкость элементов.
10. Головка по п.1, отличающаяся тем, что несущий элемент является единственным элементом.
11. Головка по п.1, отличающаяся тем, что подающие жидкость элементы выполнены из керамического материала.
12. Головка по п.1, отличающаяся тем, что подающие жидкость элементы выполнены из полимерного материала.
13. Головка по п.1, отличающаяся тем, что жидкость подается в каждый подающий жидкость элемент из емкости, которая содержит жидкость.
14. Головка по п.13, отличающаяся тем, что упомянутая емкость является отсоединяемой от головки для выброса жидкости, а подающие жидкость элементы способны удерживать емкость с возможностью отсоединения.
15. Головка по п.13, отличающаяся тем, что подающие жидкость элементы выполнены с возможностью функционирования в качестве емкости, которая содержит жидкость.
16. Записывающее устройство, содержащее головку для выброса жидкости по п.1, причем записывающее устройство осуществляет запись на носителе для записи с использованием этой головки для выброса жидкости.
17. Способ записи на носителе для записи, предусматривающий осуществление записи на носителе для записи с помощью записывающего устройства, имеющего головку для выброса жидкости по п.1.
| US 20080002001 A1, 03.01.2008 | |||
| US 7334878 B2, 26.02.2008 | |||
| ЕМКОСТЬ ДЛЯ ЖИДКОСТИ | 2004 |
|
RU2361742C2 |
